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rainbow:关于蚂蚁爬绳
送交者: rainbow 2009年07月01日07:09:40 于 [茗香茶语] 发送悄悄话

原题

一绳长1M,一蚂蚁从绳的一端爬向另一端,速度为每秒1CM,同时,绳子以每秒10CM的速度均匀伸长,问:蚂蚁能否达到绳的另一端?如能,需多长时间?如不能,请说明理由。(假设绳子质量无限好,蚂蚁寿命无限长)

horried 解法

把绳子两端连成一个圆形,圆周长每秒将增长10厘米,其半径的变化率为10/2pi,
蚂蚁的爬行可以折射为在水平半径上前行,蚂蚁的速度为1厘米每秒,小于10/2pi,永远无法转过360度回到绳子另一端

我觉得还是从解析几何比较直观,
假设蚂蚁的初始位置在(0, 100/2pi),绳子的另一端的位置在{0, (100+10t)/2pi},
蚂蚁在一个半径不断变化的圆上爬行,
我现在没办法用数学公式把蚂蚁的爬行轨迹表达出来,估计如果蚂蚁的爬行速度超过10/2pi,蚂蚁应该能依次爬到(-X, 0), (0,-Y), (X,0),最后{0, (100+10t)/2pi},但如果蚂蚁的爬行速度少于10/2pi,把蚂蚁的爬行轨迹应该无法与-X轴相交

那个google出来的解法,我们先不看。看看我们自己能有什么好玩的办法。

你这个解析几何引入的非常好。我按照你的思路走。

初始时,把圆心放在(0,0)位置,与坐标轴的几个交点依次为(100/2pi,0),(0,-100/2pi),(-100/2pi,0),(0,100/2pi)

假设绳子上的点数是固定的,在绳子均匀增长的时候,我们可以认为是点与点之间的距离均匀加大,所以,每个点与横轴正方向的夹角保持不变。(仔细想想,还是比较合理的。我们没有理由相信某些点的夹角变大,某些点的夹角变小,而所有的点夹角同时增大,或者同时减小,也是不可能的),

那么,在第一秒,初始半径为100/2pi,假设蚂蚁爬过1cm,对应的角度是 x, 那么

(x/360) * 2 pi * (100/2pi) = 1 => x = 360/100

在第二秒,初始半径为110/2pi, 假设蚂蚁爬过1cm,对应的角度是 x,那么

(x/360) * 2 pi * (110/2pi) = 1 => x = 360/110

。。。。

依次类推,那么,蚂蚁每爬1cm,对应的角度在逐渐减少,可是,其累加值在逐渐增大。累加值总有一个时刻可以达到360。

 

 

 

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