答案
每輛自行車運(yùn)動(dòng)的速度是每小時(shí)10英里,兩者將在1小時(shí)后相遇于2o英里距離的中點(diǎn)。蒼蠅飛行的速度是每小時(shí)15英里,因此在1小時(shí)中,它總共飛行了15英里。
許多人試圖用復(fù)雜的方法求解這道題目。他們計(jì)算蒼蠅在兩輛自行車車把之間的第一次路程,然后是返回的路程,依此類推,算出那些越來越短的路程。但這將涉及所謂無窮級(jí)數(shù)求和,這是非常復(fù)雜的高等數(shù)學(xué)。據(jù)說,在一次雞尾酒會(huì)上,有人向約翰·馮·諾伊曼(john von neumann, 1903~1957,20世紀(jì)最偉大的數(shù)學(xué)家之一。)提出這個(gè)問題,他思索片刻便給出正確答案。提問者顯得有點(diǎn)沮喪,他解釋說,絕大多數(shù)數(shù)學(xué)家總是忽略能解決這個(gè)問題的簡單方法,而去采用無窮級(jí)數(shù)求和的復(fù)雜方法。
馮·諾伊曼臉上露出驚奇的神色。“可是,我用的是無窮級(jí)數(shù)求和的方法.”他解釋道
2、有位漁夫,頭戴一頂大草帽,坐在劃艇上在一條河中釣魚。河水的流動(dòng)速度是每小時(shí)3英里,他的劃艇以同樣的速度順流而下!拔业孟蛏嫌蝿澬袔子⒗,”他自言自語道,“這里的魚兒不愿上鉤!”
正當(dāng)他開始向上游劃行的時(shí)候,一陣風(fēng)把他的草帽吹落到船旁的水中。但是,我們這位漁夫并沒有注意到他的草帽丟了,仍然向上游劃行。直到他劃行到船與草帽相距5英里的時(shí)候,他才發(fā)覺這一點(diǎn)。于是他立即掉轉(zhuǎn)船頭,向下游劃去,終于追上了他那頂在水中漂流的草帽。
在靜水中,漁夫劃行的速度總是每小時(shí)5英里。在他向上游或下游劃行時(shí),一直保持這個(gè)速度不變。當(dāng)然,這并不是他相對(duì)于河岸的速度。例如,當(dāng)他以每小時(shí)5英里的速度向上游劃行時(shí),河水將以每小時(shí)3英里的速度把他向下游拖去,因此,他相對(duì)于河岸的速度僅是每小時(shí)2英里;當(dāng)他向下游劃行時(shí),他的劃行速度與河水的流動(dòng)速度將共同作用,使得他相對(duì)于河岸的速度為每小時(shí)8英里。
如果漁夫是在下午2時(shí)丟失草帽的,那么他找回草帽是在什么時(shí)候?
答案
由于河水的流動(dòng)速度對(duì)劃艇和草帽產(chǎn)生同樣的影響,所以在求解這道趣題的時(shí)候可以對(duì)河水的流動(dòng)速度完全不予考慮。雖然是河水在流動(dòng)而河岸保持不動(dòng),但是我們可以設(shè)想是河水完全靜止而河岸在移動(dòng)。就我們所關(guān)心的劃艇與草帽來說,這種設(shè)想和上述情況毫無無差別。
既然漁夫離開草帽后劃行了5英里,那么,他當(dāng)然是又向回劃行了5英里,回到草帽那兒。因此,相對(duì)于河水來說,他總共劃行了10英里。漁夫相對(duì)于河水的劃行速度為每小時(shí)5英里,所以他一定是總共花了2小時(shí)劃完這10英里。于是,他在下午4時(shí)找回了他那頂落水的草帽。
這種情況同計(jì)算地球表面上物體的速度和距離的情況相類似。地球雖然旋轉(zhuǎn)著穿越太空,但是這種運(yùn)動(dòng)對(duì)它表面上的一切物體產(chǎn)生同樣的效應(yīng),因此對(duì)于絕大多數(shù)速度和距離的問題,地球的這種運(yùn)動(dòng)可以完全不予考慮.
3、一架飛機(jī)從a城飛往b城,然后返回a城。在無風(fēng)的情況下,它整個(gè)往返飛行的平均地速(相對(duì)于地面的速度)為每小時(shí)100英里。假設(shè)沿著從a城到b城的方向筆直地刮著一股持續(xù)的大風(fēng)。如果在飛機(jī)往返飛行的整個(gè)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的速度同往常完全一樣,這股風(fēng)將對(duì)飛機(jī)往返飛行的平均地速有何影響?
懷特先生論證道:“這股風(fēng)根本不會(huì)影響平均地速。在飛機(jī)從a城飛往b城的過程中,大風(fēng)將加快飛機(jī)的速度,但在返回的過程中大風(fēng)將以相等的數(shù)量減緩飛機(jī)的速度。”“這似乎言之有理,”布朗先生表示贊同,“但是,假如風(fēng)速是每小時(shí)l00英里。飛機(jī)將以每小時(shí)200英里的速度從a城飛往b城,但它返回時(shí)的速度將是零!飛機(jī)根本不能飛回來!”你能解釋這似乎矛盾的現(xiàn)象嗎?
答案
懷特先生說,這股風(fēng)在一個(gè)方向上給飛機(jī)速度的增加量等于在另一個(gè)方向上給飛機(jī)速度的減少量。這是對(duì)的。但是,他說這股風(fēng)對(duì)飛機(jī)整個(gè)往返飛行的平均地速不發(fā)生影響,這就錯(cuò)了。
懷特先生的失誤在于:他沒有考慮飛機(jī)分別在這兩種速度下所用的時(shí)間。
逆風(fēng)的回程飛行所用的時(shí)間,要比順風(fēng)的去程飛行所用的時(shí)間長得多。其結(jié)果是,地速被減緩了的飛行過程要花費(fèi)更多的時(shí)間,因而往返飛行的平均地速要低于無風(fēng)時(shí)的情況。
風(fēng)越大,平均地速降低得越厲害。當(dāng)風(fēng)速等于或超過飛機(jī)的速度時(shí),往返飛行的平均地速變?yōu)榱,因(yàn)轱w機(jī)不能往回飛了。
4、《孫子算經(jīng)》是唐初作為“算學(xué)”教科書的著名的《算經(jīng)十書》之一,共三卷,上卷敘述算籌記數(shù)的制度和乘除法則,中卷舉例說明籌算分?jǐn)?shù)法和開平方法,都是了解中國古代籌算的重要資料。下卷收集了一些算術(shù)難題,“雞兔同籠”問題是其中之一。原題如下: 令有雉(雞)兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足。
問雄、兔各幾何?
原書的解法是;設(shè)頭數(shù)是a,足數(shù)是b。則b/2-a是兔數(shù),a-(b/2-a)是雉數(shù)。這個(gè)解法確實(shí)是奇妙的。原書在解這個(gè)問題時(shí),很可能是采用了方程的方法。
設(shè)x為雉數(shù),y為兔數(shù),則有
x+y=b, 2x+4y=a
解之得
y=b/2-a,
x=a-(b/2-a)
根據(jù)這組公式很容易得出原題的答案:兔12只,雉22只。
5、我們大家一起來試營一家有80間套房的旅館,看看知識(shí)如何轉(zhuǎn)化為財(cái)富。
經(jīng)調(diào)查得知,若我們把每日租金定價(jià)為160元,則可客滿;而租金每漲20元,就會(huì)失去3位客人。 每間住了人的客房每日所需服務(wù)、維修等項(xiàng)支出共計(jì)40元。
問題:我們?cè)撊绾味▋r(jià)才能賺最多的錢?
答案:日租金360元。
雖然比客滿價(jià)高出200元,因此失去30位客人,但余下的50位客人還是能給我們帶來360*50=18000元的收入; 扣除50間房的支出40*50=2000元,每日凈賺16000元。而客滿時(shí)凈利潤只有160*80-40*80=9600元。
當(dāng)然,所謂“經(jīng)調(diào)查得知”的行情實(shí)乃本人杜撰,據(jù)此入市,風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。
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