Finding the area and perimeter distributions for flat Poisson processes of a straight line and Voronoi mosaics

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The study of distribution functions (by areas, perimeters) for partitioning a plane (space) by a random field of straight lines (hyperplanes) and for Voronoi mosaics is a classical problem of statistical geometry. Starting from 1972 [1] to the present, moments for such distributions have been investigated. We give a complete solution of these problems for the plane, as well as for Voronoi mosaics. We investigate the following tasks:

  1. A random set of straight lines is given on the plane, all shifts are equally probable, and the distribution law has the form F(φ). What is the distribution of the parts of the partition by areas (perimeters)?
  2. A random set of points is marked on the plane. Each point A is associated with a “region of attraction”, which is a set of points on the plane to which the point A is the closest of the set marked.

The idea is to interpret a random polygon as the evolution of a segment on a moving one and construct kinetic equations. At the same time, it is sufficient to take into account a limited number of parameters: the area covered (perimeter), the length of the segment, the angles at its ends. We will show how to reduce these equations to the Riccati equation using the Laplace transform. (see theorems 1, 1 and 2).

About the authors

A. Ya. Kanel-Belov

Bar-Ilan University; Moscow Institute of Physics and Technology (State University); Nosov Magnitogorsk State Technical University

Author for correspondence.
Email: kanelster@gmail.com
Israel, Ramat Gan; Moscow, Russia; Magnitogorsk, Russia

M. Golafshan

Moscow Institute of Physics and Technology (State University)

Email: mgolafshan@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

S. G. Malev

Ariel University

Email: sergeyma@ariel.ac.il
Israel, Ariel

R. P. Yavich

Ariel University

Email: romany@ariel.ac.il
Israel, Ariel

References

  1. Miles R.E. The random division of space // Advances in Applied Probability. 1972. Vol. 4. P. 243–266.
  2. Белов А.Я. Cтатистическая геометрия и равновесие блочных массивов // Дисс. … канд. физ.-мат. наук, н. рук. Р.Л. Салганик. М.: МГИ, 1991. С. 190.
  3. Miles R.E. Poisson flats in Euclidean spaces // Advances in Applied Probability. 1969. Vol. 1. P. 211–237.
  4. Кендалл M., Моран П. Геометрические вероятности. М.: Наука, 1972.
  5. Белов А.Я. О случайных разбиениях // Деп. в ВИНИТИ. М., 1991. № 273-B91. С. 26.
  6. Kanel-Belov A., Golafshan M., Malev S., Yavich R. About random splitting of the plane // Crimean Autumn Mathematical School-Symposium, KROMSH. 2020. P. 294–295.
  7. Kabluchko Z. Angles of random simplices and face numbers of random polytopes // Advances in Mathematics. 2021. Vol. 380. No. 107612.
  8. Pierre Calka. An explicit expression for the distribution of the number of sides of the typical Poisson-Voronoi cell // Adv. Appl. Probab. 2003. Vol. 35 (4). P. 863–870.
  9. Calka P. Precise formulae for the distributions of the principal geometric characteristics of the typical cells of a two-dimensional Poisson-Voronoi tessellation and a Poisson line process // Advances in Applied Probability. 2016. Vol. 35. No. 3. P. 551–562.
  10. Сентало Д. Интегральная геометрия и геометрические вероятности // М.: Наука, 1983.
  11. Амбарцумян Р.В., Мекке Й., Штоян Д. Введение в стохастическую геометрию // М.: Наука, 1989.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».