主题:【过节了】大家来做数学题 -- 糖醋兔子
上了岸、还不是迟早被它们捉到?
所以上了岸、再跳回水里才是正解。
即:沿着与狼追赶方向正交的方向逃跑。
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。
直接冲到岸上,先三口两口把狼咬死,又一把揪住肚脐眼:你耍谁呢?逃不出来还写这么长?!
当你以半径为1/4R的圆圈划船的时候,你将和他可以永远在同步轨道上运动。那么你可以划船以略微小于1/4的圆圈划船,那么你就可以渐渐地将他甩开,他永远不能和你保持同步,你将可以划到和他相隔圆心的地方成为一个直线,在这个时候你脱离圆圈划向最近的湖边,那样你只要划略微大于3/4R。所需时间为3r/4v,而他需要pir/4v。当然你的所划的圈子不能太小,掉进(4-3.14)/4之内。
最后一个问题:你不是说你在澳洲么?澳洲什么节日?
我那是第一步。
接下来我打算证明那是最优解,这样不就可以证明此题无解啦~