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12/19/2008 数学题:最聪明的数学家陶哲轩有意思的题目 我的思路和此文中的“二”类似
陶哲轩陶哲轩(Terence Tao),是华裔澳大利亚籍数学家,最近广为人知是因为美国《探索》杂志评选出“美国20位40岁以下最聪明科学家”名居榜首。陶哲轩的智商介于220至230之间,如此高的智商百万人中才会有一个。更多介绍:1、2、3、4 陶哲轩的数学题(English)在机场中,你想从A点前往B点。(为了将问题简化,假设机场是一条线性通道。)一些区域有电动扶梯(双向的),另一些区域没有。你的步行速度恒定为v,电动扶梯的运行速度为u,因此在扶梯上,你的实际速度为v+u。(显然,你不会搭乘与你前进方向不一致的扶梯。)你的目标是尽可能快地从A点到达B点。 1. 假定你需要暂停片刻,比如系鞋带。请问你应该在电动扶梯上系,还是在没有上电动扶梯时系?假定两种情况下,系鞋带的时间相同。 2. 假定你有有限数量的多余能量,用来奔跑。在跑动时,你的速度提高到v’(如果在电动扶梯上,就相应为v’+u)。请问你应该在电动扶梯上跑,还是在没有上电动扶梯时跑?假定两种情况下,你可供奔跑的能量相同。 3. 在狭义相对论的情况下,上述答案是否发生改变?(中文由阮一峰译) 陶哲轩的数学题的答案答案不重要,最重要的是“用更简单的分析”得出答案。以下内容隐藏,选中后可以看到: 一、最简单的直观分析 此类问题有一个经验,就是全程的速度越均匀越好。 由此得结论:系鞋带要在快的时候进行;加速要在慢的时候进行。
如果以前没有做过“类似”的题,可能不理解“速度越均匀越好”的策略。请思考以下问题:从A地到B地再原路返回。甲去时10km/h,返时2km/h;乙去时8km/h,返时4km/h;丙往返都是6km/h。三人谁先到达? 二、较简单的计算分析:想象成ABC3个人的比赛 问题1: A和B先一起走路,再一起上了扶梯。这时,B费时间T来系鞋带。则A到终点时,B还有T*v的距离,需时 T*v/(u+v)。 问题2: A和B一起走路,再一起上了扶梯。这时,B开始加速(值记为dV,时间记为T)。则B到终点时,A还需要 T*dV/(u+v)才到。 问题3: 原先对题目理解有误,现在想来,此题应该视为:几项速度都接近光速,并且机场、扶梯、行人是不同的参照系。因此,有可能在不同的参照系中,产生不同的先后关系。 三、中规中矩的计算分析 略。 四、代入数值法 如果不能如方法一那样直观分析,也不能如二、三那样推理,其实,自行设定一些数值来计算,就简单多了——至少可以得出答案。 |
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