一道关于飞机加油的问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/07 23:15:44
已知:
每个飞机只有一个油箱,飞机之间可以相互加油(注意是相互,没有加油机);一箱油可供一架飞机绕地球飞半圈.

问题: 为使至少一架飞机绕地球一圈回到起飞时的飞机场,至少需要出动几架飞机?
(所有飞机从同一机场起飞,而且必须安全返回机场,不允许中途降落,中间没有飞机场)

(1)直线飞行
一架飞机载满油飞行距离为1,n架飞机最远能飞多远?在不是兜圈没有迎头接应的情况,这问题就是n架飞机能飞多远?存在的极值问题是不要重复飞行,比如两架飞机同时给一架飞机加油且同时飞回来即可认为是重复,或者换句话说,离出发点越远,在飞的飞机就越少,这个极值条件是显然的,因为n架飞机带的油是一定的,如重复,则浪费的油就越多。比如最后肯定是只有一架飞机全程飞行,注意“全程”这两个字,也就是不要重复的极值条件。如果是两架飞机的话,肯定是一架给另一架加满油,并使剩下的油刚好能回去,就说第二架飞机带的油耗在3倍于从出发到加油的路程上,有三架飞机第三架带的油耗在5倍于从出发到其加油的路程上,所以n架飞机最远能飞行的距离为s=1+1/3+…+1/(2n+1)这个级数是发散的,所以理论上只要飞机足够多最终可以使一架飞机飞到无穷远,当然实际上不可能一架飞机在飞行1/(2n+1)时间内同时给n-1个飞机加油。
(2)可以迎头接应加油
一架飞机载满油飞行距离为1/2,最少几架飞机能飞行距离1?也是根据不要重复飞行的极值条件,得出最远处肯定是只有一架飞机飞行,这样得出由1/2处对称两边1/4肯定是一架飞机飞行,用上面的公式即可知道一边至少需要两架飞机支持,(1/3+1/5)/2>1/4(左边除以2是一架飞机飞行距离为1/2),但是有一点点剩余,所以想像为一个滑轮(中间一个飞机是个绳子,两边两架飞机是个棒)的话,可以滑动一点距离,就说加油地点可以在一定距离内变动(很容易算出来每架飞机的加油地点和加油数量,等等)
所以最少要5架飞机。

4架飞机。详细分析如下:
把地球看成一个圆圈,分成六个单位,起点为0,其它分割点坐标分别为1,2,3,4,5。终点即起点0。如题,则每个飞机加满油能飞半圈,即三个单位,我们假定一箱油为三单位油,则每单位油飞一个单位的路程。一飞机飞完一圈需要六个时间单位,所以把整个动作分为六步,每一步每个飞机飞一个单位消耗一单位油。现设ABCD为四个飞机,在时刻0的时候都在起点,显示为A03,B03,C03,D03(字母表示飞机,第一个数字表示飞机飞到第几个坐标点,第二个数字表示还剩几个单位的油。如A03表示飞机A在起点0处,有3个单位的油)
第一步:AB同时起飞,从0飞往1。一