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回复:旱猫捉水老鼠(图形计算)

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回答24楼:
  你说:“猫可以反向跑”。但是,别忘了:老鼠也可以反向游。只不过老鼠不是原路返回,而是转过一个方向,继续往岸边游。
  请看解法二和解法三的前半部分:老鼠从圆心开始,先游到适当的半径r处,以半径r绕着圆心做圆周运动,使老鼠绕小圆一周所花的时间等于猫绕大圆(水池岸上)一周所花的时间,即rπ/x=50π/10。此时,猫和老鼠的角速度相等。也就是说,在相同的时间内,猫和老鼠围绕圆心转过的角度相等,两者相对所夹的圆心角始终为180度保持不变。此时,若猫反向跑,老鼠也可以反向游,两者相对所夹的圆心角始终为180度保持不变。这时,老鼠离岸边的距离为50-r。
  如果老鼠在某一时候,不再作圆周运动,而是沿小圆的切线方向从C点往D点游,此时,因为老鼠的旋转半径增大,而且运动方向与圆周产生一定夹角,因此,老鼠此时的角速度小于猫的角速度,猫和老鼠之间所夹的圆心角(猫追赶老鼠方向的圆心角,即图左边BA弧)在减小,也就是说,猫和老鼠之间的距离在缩短。
  如图:当老鼠沿切线CD方向游到某一点F时(注意:这个F点哪怕是游出C点一点点),老鼠游过的圆心角为∠COF(即∠COI),而猫此时的角速度大于老鼠的角速度,那么猫跑过的圆心角∠BOG就会大于∠COI。此时,猫和老鼠之间的圆心角∠GOI就小于180度。所以说,“不用担心猫会转方向,因为猫和老鼠之间的距离在缩短,猫改变方向只会更有利于老鼠。”
  如果猫硬要一意孤行,掉转方向往回跑。那么,当猫跑到与F点相对于圆心的H点时,老鼠也可以改变方向(但不是原路返回),以OI为对称轴,沿FD的对称线FI往岸边游。
  不知我说清楚了没有?


IP属地:四川31楼2008-03-23 15:58
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    楼上打错一字,最后一段更改如下:
        如果猫硬要一意孤行,掉转方向往回跑。那么,当猫跑到与F点相对于圆心的H点时,老鼠也可以改变方向(但不是原路返回),以OI为对称轴,沿FD的对称线FE往岸边游


    IP属地:四川32楼2008-03-23 16:02
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      有道理
      (先认错.....


      33楼2008-03-23 16:23
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        刚才在你回复之前,我也在想,如果老鼠一直这样来回跑呢,那老鼠上岸的时候,猫还在177.999……度以外了
        我认为猫和老鼠都是可以瞬时变向的,认为CF和BH都是无穷小,忽略了CF和BH是有比例


        34楼2008-03-23 16:29
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          我13楼说的也是错的,应该是以一定的角度


          35楼2008-03-23 16:38
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            • 59.173.76.*
            相对运动

            假设在半径R的小圆上有一人A,他向半径为NR的大圆移动
            当圆以角速度A旋转时,那他的绝对速度V
            假如
            (情况1)他移动到距离圆心距离为S的点B,以相对圆的速度V_1且沿过点B的半径移动
            V^2=(AS)^2+V_1^2
            (情况2)他移动到距离圆心距离为S的点B,以相对圆的速度V_2且沿与过点B的半径成角度X的方向移动
            V^2=(AS+V_2sinX)^2+(V_2cosX)^2
            由于绝对速度相等,于是
            V_1>V_2cosX
            假设其在情况1中移动到点C,在情况2中移动到点D,C、D都在半径S+Y的圆周上(Y足够小)

            在情况1时要移动时间T_1=Y/V_1
            在情况2时要移动时间T_2=Y/V_2cosX
            有T_1<T_2
            既他以相对圆静止时,沿圆半径方向移动时间最少

            或者说
            该人在圆静止时以变速V_x沿半径向外移动,此时圆以角速度A旋转,而他的绝对速度V不变,那他移动的时间最少

            代回原题即:
            在半径为R的圆上,老鼠线速度为AR,角速度为A,在半径为NR的圆上有2只猫,猫X的线速度为AR,角速度为A/N,猫Y的线速度为ANR,角速度为A
            现在老鼠与猫X在一条半径上,并以X为目标移动
            Y追上X要时间π/(A-A/N)
            此时,如果老鼠正好到达X处。老鼠逃脱
            既求
            那么当老鼠追上猫X时的时间T= π/(A-A/N)时求得N

            当老鼠速度变大为BR时,既
            猫X、Y的条件不变。老鼠在距离圆心(B/A)*R处开始启动,肯定可以逃脱
            当老鼠速度变小为CR时,同理,肯定逃不掉


            36楼2008-03-23 17:20
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              • 59.173.76.*
              证明出了点问题
              “由于绝对速度相等,于是 
              V_1>V_2cosX ”

              应该是
              “由于绝对速度相等,于是 
              V_1>V_2 ”

              在情况2时要移动时间T_2=Y*Z/V_2 ,(z>1)
              不影响结


              37楼2008-03-23 17:37
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                恩...在你们回复前我也想到了猫在老鼠脱离小圆后不能变向的问题,所以老鼠脱离小圆后肯定是以直线游最优,具体是以哪条直线在哪个点上岸,是可以预估猫咪和自己的所需要时间差的...所以列式算最值后的确是方法3的路径。
                一开始我想复杂了,把纯数学问题当简化的物理问题了。一歪一歪就歪远了...我把过程想成了变速曲线运动,一直在想怎么确定该轨迹...哎,主要就是受到了脱离小圆瞬间速度方向的影响,没想到老鼠可以马上90度变向。
                自己21楼还说瞬时最优速度方向不等于最优路程,结果自己还是被这个定势的延伸套住了,只考虑圆滑变向研究轨迹,没考虑突然变向转化为数学问题...
                思吧是好地方啊,来一次就能发现自己的一堆错误


                38楼2008-03-23 17:40
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                  对了,提个意见,思吧主要以思路为住,计算过程大可省略,由看客自己在私底下算。写出来也很凌乱,受个人文字能力影响不容易表达清楚,又占篇幅,最多给个表达式或者图就差不多了。
                  思路一定要先讲清楚,不然再精确的过程吧友也没时间一一去看,理解也容易出错,百度的符号看着也非常不顺眼。我觉得过去思吧很多问题长时间有争论都是因为思路互相介绍得不透彻。


                  39楼2008-03-23 17:50
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                    一开始我还以为钟7珍望9歌都是王大霸的马甲...现在看来应该不是


                    40楼2008-03-23 17:53
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                        有兴趣的朋友可以看看我在“精典概率驳论”http://tieba.baidu.com/f?kz=216854909中的解题思路,欢迎讨论


                      IP属地:四川42楼2008-03-23 18:31
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                          在http://tieba.baidu.com/f?kz=216854909的58楼。那是我在“思维定势吧”的首次发帖


                        IP属地:四川43楼2008-03-23 18:34
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                          恩,原贴58楼及以下的回复讲得也很好,看到4楼答案的时候我也想到了这个取法,不过当时认为1/3的取法更符合定义,仔细推敲下,的确您说的要更满足题设些。其实当时我就已经说了1/3只是满足我所说的那个取弦定义,不一定是正确答案。不过肯定您的回复之余,我还是想说追寻那种问题的答案意义并不大,毕竟定义本身就是对数学的一种束缚,完全受数学定义左右的答案是缺乏美感的。从那道题我学到的东西远远不及这道题目多。


                          44楼2008-03-23 22:04
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                            • 222.240.189.*
                            作为一只老鼠来讲 它会计算出那么复杂的运动轨道么。。
                            肯定直线逃跑吧。


                            45楼2008-03-25 23:10
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                              • 121.32.16.*
                              猫反应过来回头追的时候,追了一段时间老鼠才反应过来猫回头了吧,你怎么不算算老鼠反应过来的时候那个距离,只说猫回头老鼠就以沿FD的对称线FE往岸边游,当老鼠就零反应啊。。


                              46楼2008-03-31 22:31
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