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站在一个无穷大的围棋/五子棋盘上的任意格点上,能够看到的格点都放上黑棋,黑棋占格点比例多少?

2018-05-09体育

这个问题等价于,任意给出两个正整数 i,j,问这个数互质的概率。(另外三个象限的情况是完全意一样的)我们设这个概率为p,那么这两个数不互质的概率也就是1-p

两个不互质的正整数,他们一定有一个大于1的最大公因数,所以: 1-p=\sum_{k=2}^{\infty}p(k)

其中p(k)是这两个正整数的最大公因数为k的概率,它等于这两个正整数均为k的倍数的概率乘以它们除以k的商互质的概率,即为 \frac{1}{k^{2}}p ,因此: 1-p=\sum_{k=2}^{\infty}\frac{1}{k^{2}}p

整理一下: 1=\sum_{k=1}^{\infty}\frac{1}{k^{2}}p=\frac{\pi^{2}}{6}p

故: p=\frac{6}{\pi^{2}}