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NF杯2023

NF杯2023(A) - 確率で求める体積

ユーザー解説 by shoko_math

 xyzxyz 空間内において, x2+y2+z21,x0,y0,z0x^2+y^2+z^2\leq1,x\geq0,y\geq0,z\geq0 で表される立体を DD とし,DD のうち xyzx\leq y\leq z を満たす部分の立体を EE とする.
D,ED,E の体積をそれぞれ V,WV,W とすると,V=43π18=π6V=\dfrac{4}{3}\pi\cdot\dfrac{1}{8}=\dfrac{\pi}{6} である.
また,WV\dfrac{W}{V} は領域 DD 内から無作為にとった点 (x,y,z)(x,y,z)xyzx\leq y\leq z を満たす確率なので,それは 13!=16\dfrac{1}{3!}=\dfrac{1}{6} に等しい.
以上より,求める体積は W=V6=π36W=\dfrac{V}{6}=\dfrac{\pi}{36}