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神奇的(拼音:de)数学测试 有哪些神奇的数学题?

2025-02-26 10:14:27Home-FurnishingsHome

有哪些神奇的数学题?首先,我们搞一只很听话的蚂蚁~然后,我们找一个1米长的,有无限弹力的弹弹圈,把这个蚂蚁放上去,然后让这个蚂蚁沿着弹弹圈的一个方向爬出去。这个蚂蚁,很弱鸡,每秒钟只能爬1厘米,也就是百分之一米

有哪些神奇的数学题?

首先,我们搞一只很听话的蚂蚁~

然后,我们找一个1米长的,有无限弹(繁体:彈亚博体育)力的弹弹圈,把这个蚂蚁放上去,然后让这个蚂蚁沿着弹弹圈的一个方向爬出去。

这个蚂蚁,很弱鸡,每秒钟只能爬1厘米,也就是百分之一米。但是每《pinyin:měi》过1秒钟,我们就把这个弹弹圈均匀地拉长一米。比如第一开始是1米长,那么1秒后我们就把它拉到两米长,再过1秒就拉到3米长。注意,这里的拉长是均匀地拉长,蚂(繁体:螞)蚁面前的路要拉长,蚂蚁背后的路也要拉长~

那么,蚂蚁一点一点爬出去,要(yào)多久才能绕着弹弹圈爬完一圈呢?

如果按照大部分【练:fēn】人的第一感觉,毫无疑问,蚂蚁一秒钟只能爬1厘米,但是这个弹弹圈每秒钟都增长整整1米,所以肯定永远都爬不到啊!这有什么神奇{pinyin:qí}的?

别急别急,我们用{pinyin:yòng}数学的方法来尝试解决一下这个问题。

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第一秒,蚂蚁爬了1厘米,这时(繁:時)候圈有1米长。所以,蚂蚁爬了1%的圈。

第二秒,蚂蚁爬了1厘米,但是这时候圈有2米长。所以{yǐ},蚂蚁只《繁:祇》爬了1/2%的圈。

第三秒,蚂蚁爬了【le】1厘米,但是圈已经3米长了。这次,蚂蚁只能爬1/3%的圈。

........

所以,在第n秒,蚂蚁爬了百分之几的圈长呢?这个结果就是:

1 1/2 1/3 1/4 1/5 ....... 1/n

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到这里,问题就变成了,上面列出来的这个【练:gè】数列,到底有什么样的性质?这样一直加下去,这个数列的和,会停在某一个数,再也不增长,还是会一直增长下去,直到无穷大?如果这个数列的和在100以内就停止,那么这个蚂蚁就永远(繁:遠)也爬不到了。如果这个数列的和在100以上的某个数停止,那么这个蚂蚁爬一辈子也就是爬到那个值。如果这个数列的和会永远增长下去,这个蚂蚁就可以一直爬出很远很远,爬出几千圈几万圈,无穷大圈。

所以这是诸位的直觉呢?这个数列的和会在(拼音:zài)哪里停止增长呢?还是说,不会停止增长呢?相信大多数人都会觉得,这样加下去,总会在某个点停下来。毕竟,我们加上去的数字越来越小,很快就会小到【pinyin:dào】甚至很难用{拼音:yòng}计算机很好地表达。

那《读:nà》么答案呢?这个数(繁体:數)列会永远增长下去!一直《pinyin:zhí》加下去,这个数列的和就会一直增长!

接下来给出一个(繁:個)简单的证明:

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我们构造一个新数列,这个数列的【读:de】每一项都会比上面的“蚂蚁数列”小:

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如上所示,我们把1/2到1/4之间的所有的数都替换成1/4,把所有《pinyin:yǒu》1/4到1/8之间所有的数都替换成1/8,如此下去。新数列中,所有的数都会比原来数列中的数小,或一样大,所以新数列求和的话,结果一定会比原数列要小。那么新数列的求和结果(读:guǒ)是什么样的呢?

我们可以把第3-4项先加起来,把第5-8项先世界杯加起来,把第9-16项加起来(繁:來),然后再来看这个数列:

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变成了无穷多个1/2相加!结果自然也就变(繁体:變)成了无穷大!

注意,这《繁体:這》个数列的{拼音:de}和,比我们一开始看到的数列的和还要小,所以上面那个数列,自然也就是无(繁:無)穷大了!

也就是说,这个蚂蚁可以无限无限地爬下去,爬出无穷多圈{拼音:quān}!

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至于用多久呢?只能说,这个蚂蚁《繁体:蟻》要e^100秒,也就是【练:shì】大概10^40年(pinyin:nián),才能爬完一圈。这是多久?

宇宙的年龄(拼音:líng),大概是10^10年。这么长时间,蚂蚁只能爬大概1/4圈。

爬完剩(读:shèng)下的呢?要1000000000000000000000000年.......

这,算不算够令人惊奇的呢《pinyin:ne》?

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