换个思路吧
数学寒假作业里有一个兴趣题: “两个男孩各骑一辆自行车,从相距20英里的两个地方沿直线相向骑行。在他们起步的那一瞬,一辆自行车把上的一只苍蝇,开始向另一辆自行车径直飞去。它到达另一辆自行车的车把,就立即转向往回飞行。这只苍蝇如此往返于两辆自行车的车把之间,直到两辆自行车相遇为止。
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如果每辆自行车都以每小时10英里的匀速前进,苍蝇以每小时15英里的匀速飞行,那么苍蝇总共飞行了多少英里?” 我按照爷爷过去教给我的方法——“首先把抽象文字的变成图、实物等直观的东西,比较容易思考”,我用整个写字台的长度表示两辆自行车的最初间距,用两个小瓶子代表自行车,用一块橡皮代表苍蝇,模拟他们的运动过程。 苍蝇第一次从甲飞向乙的同时,乙也相向骑向甲。因为人每骑行10米,苍蝇就飞15米,所以当乙骑行8英里,苍蝇就飞12英里,这时苍蝇与乙恰巧相遇。别忘了,同时甲也骑行了8英里。 由于写字台长度表示R = 20英里,显然,相遇时,甲、乙和苍蝇所走的路程分别是R的五分之二、五分之二和五分之三;而苍蝇与甲的间距是R的五分之一。 苍蝇准备返回,为了更方便一些,我把苍蝇与甲的现间距扩大5倍,也就是用整个写字台长度表示苍蝇与甲的间距(R的五分之一),叫L吧。
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下边的叙述基本是上一次飞行的重复。到苍蝇和甲相遇之时,甲、乙和苍蝇所走的路程分别是L的五分之二、五分之二和五分之三;而苍蝇与乙的间距是L的五分之一。 苍蝇准备再一次返回,为了更更方便一些,我把苍蝇与乙的间距又一次扩大5倍,也就是用整个写字台长度表示苍蝇和乙的间距(L的五分之一),叫M吧。下边的叙述无非又是一次重复。到苍蝇和乙再次相遇之时,甲、乙和苍蝇所走的路程分别是M的五分之二、五分之二和五分之三;而苍蝇与甲的间距是M的五分之一。 …… 不用再说下去了,因为我们已经发现了规律。苍蝇的飞行路程依次为R的五分之三、L的五分之三(R的五分之一的五分之三)、M的五分之三(R的五分之一的五分之一的五分之三)……其后每一次的路程都是前一次的五分之一,总共无穷次。
然后,该求它们的总和了。不过“山穷水尽”,我做不下去了,这大大地超出了我的知识范围。 爷爷告诉我,我做出来的苍蝇各次的路程构成了一个无穷递减等比级数,首项a1 = 20×3/5 = 12英里,公比q = 1 / 5,总和S可由公式求出。 即: 12+12 × 1 / 5 +12 × 1 / 5 × 1 / 5+…… = S = a1 / (1-q) = 12 / (1-1 / 5) = 12 × 5 ÷ 4 = 15英里 看着我的一脸迷茫,爷爷说,这是中学生的解法,你应该试试用别的办法。并启发我说:你考虑两个问题,首先,在两辆自行车相遇之前,苍蝇停止飞行了没有?其次,无论苍蝇飞行方向如何,它的速度大小变了没有?看看有没有别的解题方法 是呀!两辆自行车经过20 ÷(10+10)= 1小时相遇,在此之前,苍蝇一直没有停止飞行,速度大小也一直是每小时15英里,有时间有速度,显然,它的总路程应为15 × 1 = 15英里。
哇塞!好简单啊,我真是大长见识了!想不到,换个思路,竟然是如此的“柳暗花明”。