蚂蚁爬绳子(数学高手才可进入)

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/28 10:51:17
设有一条绳子(理想的绳子 永远不断)长1米,
而且每秒均匀拉伸10厘米,
一只蚂蚁(当然是理想的蚂蚁啦,永远不死)从绳子的一端爬向另一端,
每秒爬1厘米,

问,蚂蚁能不能爬到另一端?
如果不能,给出证明
如果不能,需要多长时间能爬到另一端?
如果能,需要多长时间能爬到另一端?

蚂蚁能爬到另一端。用时约6个多小时。
过程如下:

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设蚂蚁从绳子一端的原点出发。
设任意t时刻蚂蚁与原点的距离为 x(t), 同时 绳子总长为 L(t);
则 L(t)=100+10t (cm)

蚂蚁的移动速度
v(t)=dx(t)/dt
= 小虫主动爬行速度 + x(t)处的绳子伸长速度

dx(t)/dt = 1 + [x(t)/L(t)]*10
dx(t)/dt = 1 + x(t)/(10+t)

利用初始条件得上微分方程的唯一解:
x(t)= (10+t)*ln(1+t/10)
这就是任意时刻 t ,蚂蚁距离初试原点距离的表达式

如果它能爬到另一端,那么设时间为T, 则
x(T)=L(T)
检验此方程有无解
(10+T)*ln(1+T/10)=100+10T

解出:
T=10*(e^10-1)= 22054.7 (s) = 6.13 小时

不能!
绳子每秒均匀拉伸10厘米,蚂蚁每秒爬1厘米
当1秒后,绳子加长10厘米,蚂蚁走1厘米,剩下109厘米
当2秒后,剩下118厘米
……
每过1秒,蚂蚁要走的绳子剩余尺寸都要加9厘米
所以蚂蚁不可能走完。

为什么数学高手才能进?

求极限啊 爬不到头 呵呵 实际上第一秒蚂蚁爬了1.1CM

你可以理论上推理 求蚂蚁爬的速度 比单位时间内剩余绳子增长的速度快的点 如果存在就能爬到头 不存在就不能爬到头
别人的答案
蚂蚁的位置为Sn,S1=2,n〉1时,Sn=(S~n-1~+1)*(N+1)/N
求出数列Sn=(N+1)*(1+1/2+1/3+1/4。。。+1/N);绳长为An=100000N (这里有可能由于理解不同,认为An=100000(N+1),但不影响结论),

需要求证Sn〉An.因