国家安全部大垂直改革:四龟问题

来源:百度文库 编辑:神马品牌网 时间:2024/04/29 03:24:30
一个边长1米的正方形,四角上各有一只龟(龟的大小不记),每只龟都追赶左边那只龟,求龟相遇时龟走的距离之和.
龟的速度一样

正确的答案是4米
首先简单做法是这样的,因为龟站在正方形4角,且速度方向总垂直于它要追的那只龟。所以任2龟间的相对速度就是龟的速度v(注:只因为是正方形才有这个结论,如果是3龟站在正3角形的3顶点,并非如此)

所以追上的时间就是相对距离除以相对速度得1/v
4龟的总路程是绝对速度乘以运动时间乘以4

v*(1/v)*4=4m

若觉得以上的说法无法理解或不够严密,以下是
复杂的标准解法

设龟的速度为v
刚开始4龟站在4个顶点,经过极短的时间Δt。左上角的龟向下走了vΔt,右上角的龟向左走了vΔt,右下角的龟向上走了vΔt,左下角的龟向右走了vΔt.由于Δt是极短的时间,所以可以忽略速度的方向变化。

Δt之后,4龟的位置形成了一个新的边长较小的正方形。新正方形的边长可这样求得,设长度为a

a=根号((vΔt)^2+(1-vΔt)^2)………………勾股定理
因为在Δt时间内任2相邻的龟的距离由1变为了a.
所以两龟间的相对速度
v相对=(1-a)/Δt
当Δt趋向于0时,可求得瞬时相对速度
由于带入后得0/0,所以求它的真实比值大小是要对式子上下分别求导(洛必达法则)
v相对=(1-a)/Δt=(1-根号((vΔt)^2+(1-vΔt)^2))求导得
v相对'=-(4v^2*Δt-2v)/(2*根号((vΔt)^2+(1-vΔt)^2))
带入Δ=0

得v相对'=v
因为刚开始之间的距离为1,所以经过时间1/v后4龟相遇。4龟形的路程为
4*(1/v)*v=4m

我认为4个乌龟合计路程大致等于1个π(米),即3.14米

没有速度不能求呀
说说速度

就是3.1415926-3.1415927米之间 嘿嘿 它们走的都是弧线,是四分之一个圆,加起来就是一个圆喽

每个龟走的路都是从顶点到正方形中心的四分之一个圆周吧,然后相遇在中心点.
圆的半径是正边形边长的一半,总路程就相当于就是直径为一的一个圆的周长,即π

聪明的乌龟会站着不动,等着它要追的乌龟过来。