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主题:【过节了】大家来做数学题 -- 糖醋兔子

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家园 讨论一种兔子的策略

即:沿着与狼追赶方向正交的方向逃跑。

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1 兔子在湖心O点,狼在湖岸W点。OW所在直线为直径,将圆分为两半。

2 由于狼懂逻辑,则有:

2.1 当兔子沿朝向狼的方向(此时是OW)逃跑时,狼静候不动;

2.2 当兔子向某个半圆内逃跑时,狼沿该半圆圆周追赶;

2.3 当兔子沿背离狼的方向(此时是OD)逃跑时,狼随机选择某个半圆方向追赶。

3 追赶发生后的任一时刻,上述原则仍适用。

4 兔子也必须懂逻辑,才可能逃离成功。

5 兔子与狼的策略:

5.1 T = 0时,兔子沿OD方向逃跑,狼沿上半圆追赶;

5.2 狼离开初始位置时,兔子随即改变方向,沿与狼追赶方向正交的方向继续背离狼逃跑;

5.3 由于兔子仍处于对狼而言的上半圆内,狼继续沿上半圆周追赶;

5.4 如果此过程持续下去,那么,狼的轨迹是圆O。兔子的方向始终与狼差π/2,所以轨迹是小圆O’。由于兔子的速度是狼的1/4,则小圆半径为大圆的1/4;

5.5 设T = t 时,狼沿湖岸跑至C点时,绕O转过圆心角θ。兔子也绕小圆O’转过θ角,运动至H点。

5.6 兔子判断此时登陆最有利,于是改变策略,走直线向S点登陆。S点为过C、O直径与圆O的交点。

5.7 设小圆O’半径为1,则大圆O半径为4,弧CS长4π。由于狼的速度是兔子的4倍,因此要求HS的距离小于π,兔子才能安全登陆。

5.8 求解过程如图。

5.9 C点坐标:(4cosθ,4sinθ);S点坐标:(-4cosθ,-4sinθ)

5.10 H点坐标:(-sinθ,-(1- cosθ))

5.11 | HS |最小值为根号10,约等于3.16,大于π。

5.12 因此,兔子无法逃离。完。

5.13 中国东汉的张衡提出π≈根号10 。谨以此兔献给张衡。

5.14 兔子也可以采取其他的策略,比如:当狼追赶时,兔子不选择与狼追赶方向正交的方向,而是选择过狼与兔子所在直线的方向背离狼逃跑。这样,兔子的轨迹将不是圆。设兔子向OD方向运动dx距离后,狼绕圆O转过dθ角,沿圆O跑过4dx,此时,过狼和兔子做直线。兔子沿此直线继续跑dx距离,狼又绕圆O转过dθ角。。。如此进行下去。数学好的可以算一算,我感觉兔子还是靠不了岸。

关键词(Tags): #兔子#狼#圆周率#张衡#微积分
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