周浙泉 王志宇 张棣妍 隆超怡 万勇

摘要：系统用Java作为开发工具，对蒲丰掷针实验进行计算机模拟实验，并能给出统计分析。

关键词：Buffon掷针实验;计算机模拟实验;Java

中图分类号：G642.423     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）42-0269-02

一、研究背景

18世纪，蒲丰（Buffon）提出Buffon投针问题：（1）取一张白纸，在上面画上许多条间距为a的平行线。（2）取一根长度为l（l≤a/2）的针，随机地向画有平行直线的纸上掷n次，观察针与直线相交的次数，记为m。（3）计算针与直线相交的概率。

蒲丰证明了这个概率是：

p=。

因为它与π有关，人们想到利用投针实验来估计圆周率的值。历史上，有不少人做过蒲丰掷针实验：

这个问题十分有趣，只是人工实验往往耗时、耗力，而用计算机模拟实验，却能迅速获得结果。

自从20世纪90年代美国率先开始数学实验以来，数学实验改变了人们传统的数学思维方式，人们发现数学是可以借助计算机去探索和发现的。近十年来，国内外已有不少的数学实验教材和一些好的数学实验范例，但是这需要一定的计算机编程能力，如mathematica编程、matlab编程等，才能实现人机对话，因此数学实验只能在具有一定数学知识和较高计算机编程能力的特定人群中使用，不能“飞入寻常百姓家”。

二、系统的设计

本系统研发工具为Java语言。

Java是一门面向对象编程语言，不仅吸收了C++语言的各种优点，还作为静态面向对象编程语言的代表，极好地实现了面向对象理论，允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程。

Java看起来设计得很像C++，但是能够自动处理对象的引用和间接引用，實现自动的无用单元收集，使用户不必为存储管理问题烦恼，能将更多的时间和精力花在研发上。……