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有意思的题目2

有意思的题目2

在一条1米长的木条上有N只蚂蚁,每只蚂蚁不是朝向左边就是右边。在时间t=0的时候,每只蚂蚁开始以每分钟1米的速度移动。如果任意一只蚂蚁碰到另一只蚂蚁或是移动到木条的头尾部的时候它会掉头往与之前相反的方向移动。在时间t=0的时候,一只叫爱丽丝的蚂蚁正好在木条的正中间。那麽:

1。证明在一分钟后,有只蚂蚁停在木条的正中间。

2。给出充分必要条件使得在第一部分证明的那只蚂蚁是爱丽丝。

我思故我在

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充要条件是开始只有爱丽丝在中间且其左右蚂蚁数量相等。假定蚂蚁可相互穿身而过题目便迎刃而解。

感觉楼主有钻研量子物理的潜质。

Ordeal & Patience

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经历了N回照面,位移居然是零,可累坏了可爱的爱丽丝
---Am back. Buddies, how r u doing?---

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我。。。。。。。。。。。。。。。。。。无语!!

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证明:假设爱丽丝灵魂出窍,而且可以附着在所遇到的蚂蚁身上,被附体的蚂蚁若遇到其它蚂蚁,爱丽丝的灵魂便会附着在新遇到的蚂蚁身上……  则爱丽丝的灵魂从木条中点出发会“畅通无阻”地到达木条的一端再折回。当t=1时爱丽丝的灵魂刚好回到木条中点处,所以在此时间段内最后一个被灵魂附体的蚂蚁当t=1刚好处于木条中点处,故第一个问题得证。
   
第二个问题所说的充要条件是爱丽丝当t=0时在中间且其左右没有蚂蚁或蚂蚁的数量相等。
证明:假设所有蚂蚁都会灵魂出窍,而且都与爱丽丝的灵魂一样会附着在所遇蚂蚁的身上,则对于任意一只蚂蚁来说无论刚开始选择左或右,其灵魂当t=1时所在地点必然与t=0时出发点关于木条的中点对称。也就是说:任意一只蚂蚁当t=0时的出发点关于木条中点对称点在t=1时必然会被蚂蚁所占据。于是当t=0时木条中点左(或右)面的蚂蚁数目等于当t=1时木条中点右(或左)面蚂蚁数目。由题意得,蚂蚁之间不能穿身而过,所以这N只蚂蚁在木条上的顺序是固定的,即任意一只蚂蚁两边的蚂蚁数目保持恒定。
一方面:当t=0及当t=1时如果爱丽丝都刚好处于木条中点处,那么t=0时爱丽丝左边的蚂蚁与当t=1时爱丽丝右边蚂蚁的数目相等,再由前面的分析可知:爱丽丝左右蚂蚁的数目相等。
另一方面:当t=0时,若爱丽丝在木条中点处且左右蚂蚁数目相等(左右无蚂蚁时极易证明)则当爱丽丝左(或右)边的(N-1)/2只蚂蚁当t=0时所在位置关于木条中点对称点必然会被(N-1)/2只蚂蚁所占据,因此可得除爱丽丝外的(N-1)只蚂蚁当t=0时或当t=1时所处位置不可能时木条的中点(非木条中点的点关于木条中点的对称点不可能是木条中点)再由第一个结论:当t=1时必有一只蚂蚁处于木条中点处,因此只能是爱丽丝。证毕!

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题目中的问题由上贴的分析也可得到一个有趣的结论:从t=0时经过偶数分钟时,所有蚂蚁刚好回到原来的位置。
不仅如此,将题目修改一下亦可得到一个颇有趣味的结论:将一米木条改成周长为一米的铁丝圈,其余条件不变,若当t=1时有一只蚂蚁恰好回到出发点处,则其余蚂蚁也恰好都回到各自出发点处。可是又有一个新的问题:无论铁丝圈上有多少只蚂蚁,蚂蚁都能再一次“全部归位”吗?

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这么有意思的题目怎么无人回帖呢?

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题目确实很有意思 顶一下!!!

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