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  • 關(guān)于螞蟻與橡皮繩悖論

    關(guān)于螞蟻與橡皮繩悖論
    一只螞蟻沿著一條長(zhǎng)100米的橡皮繩以每秒1厘米的勻速由一端向另一端爬行.每過(guò)1秒鐘,橡皮繩就拉長(zhǎng) 100米,比如 10秒后,橡皮繩就伸長(zhǎng)為1000米了.當(dāng)然,這個(gè)問(wèn)題是純數(shù)學(xué)化的,既假定橡皮繩可任意拉長(zhǎng),并且拉伸是均勻的.螞蟻也會(huì)不知疲倦地一直往前爬,在繩子均勻拉長(zhǎng)時(shí),螞蟻的位置理所當(dāng)然地相應(yīng)均勻向前挪動(dòng).現(xiàn)在要問(wèn),如此下去,螞蟻能否最終爬到橡皮繩的另一端?為什么?
    數(shù)學(xué)人氣:417 ℃時(shí)間:2020-01-28 00:38:23
    優(yōu)質(zhì)解答
    1、如果把橡皮筋然全長(zhǎng)定為1,那么不管橡皮筋拉多長(zhǎng),都是1,拉長(zhǎng)的結(jié)果是讓螞蟻的速度下降為原來(lái)的100/(100+100t)=1/(1+t)
    2、螞蟻的初速度是全長(zhǎng)的0.01/(100)=1/10000-=0.0001,(按全長(zhǎng)為1來(lái)定即走過(guò)全長(zhǎng)的萬(wàn)分之一)
    3螞蟻在t時(shí)刻的速度是0.0001*(1/(1+t))=0.0001/(1+t)
    4、則螞蟻在微小的時(shí)間段dt內(nèi)走過(guò)的路是 (0.0001/(1+t))dt
    5、則螞蟻從0時(shí)刻走到t時(shí)刻的路程為∫(0.0001/(1+t))dt
    從0到t積分因?yàn)椤?0.0001/(1+t))dt=0.0001*ln(1+t)
    所以螞蟻?zhàn)哌^(guò)的路程為 0.0001ln(1+t)-0.0001ln(1+0)=0.0001ln(1+t)
    因?yàn)槿L(zhǎng)定為1,令上式=1 0.0001ln(1+t)=1
    解這個(gè)方程 1+t=e^10000
    t=(e^10000)-1=3.122*10^4343秒=1.0*10^4335年
    此問(wèn)題相當(dāng)于調(diào)和級(jí)數(shù)求和.
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