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围绕荷花发现数学问题 荷花定律背{繁:揹}后的数学原理?

2025-03-05 04:53:29Hotels

荷花定律背后的数学原理?荷花定律这样算出来的:一个荷花池,第一天荷花开放的很少,第二天开放的数量是第一天的两倍,之后的每一天,荷花都会以前一天两倍的数量开放。如果到第30天,荷花就开满了整个池塘,在第几天池塘中的荷花开了一半,答案是第29天

荷花定律背后的数学原理?

荷花定律这样算出来的:一个荷花池,第一天荷花开放的很少,第二天开放的数量是第一天的两倍,之后的每一天,荷花都会以前一天两倍的数量开放。如果到第30天,荷花就开满了整个池塘,在第几天池塘中的荷花开了一半,答案是第29天。因为荷花都会以前一天两倍的数量开放。这就是荷花定律,也叫30天定律。

最后一天的速度最快,等于前29天的总和。其中蕴含着一个深刻的道理:成功需要厚积薄发,需要【pinyin:yào】积累沉淀。同(繁体:衕)时,最后一步的执行是{shì}最关键的!

荷花定律能用公式表达吗?

荷花定律是著名的哲学定律,和它相似的还有 竹子定律 和 金蝉定律,它们并称 三大成功定律。

荷花定律【lǜ】描述为:

一个池子里长满含苞未放的荷花。第一天它只开放一小部分,之后(读:hòu)它每天的开放量是前一天的两倍,直到第30天时,它开满了整个池子。问:你知道荷花开了[le]半{bàn}个池子时是第几天吗?

很多人会不假(jiǎ)思索地回答是第15天,但其实是第29天,也就是说最后一天荷花就从前一天的一半开满mǎn 了整个池【读:chí】子!

荷花定律【pinyin:lǜ】中蕴含着一个深刻的道理:成功需要厚积薄发,需要积累沉淀,并且,最后一步是shì 最关键的!

很显然,只要是学《繁体:學》过数(繁体:數)列的人都会意[读:yì]识到,荷花定律符合 等比数列 特性。其,定义为:

  • 第一天它只开放一小部分,设这一小部分为 a₁,

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  • 之后它每天的开放量是前一天的两倍,即,a_n = 2a_{n-1},
展开等比数列,就是:

a₁, 2a₁, 4a₁, ..., 2ⁿ a₁, ... ①

设,池子面积是 1,则(繁:則) 有 2³⁰ a₁ = 1,于是《pinyin:shì》可以计算出,第一天的 开放(pinyin:fàng)量为:

a₁ = 1/2³⁰

问题为:第 x 天 开放量是 半池chí 子的一半面积,即,1/2。

列{pinyin:liè}方程:

2ˣ a₁ = 1/2

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解{练:jiě}得:

2ˣ#281/2³⁰#29 = 1/2

2ˣ = 2³⁰/2 = 2²⁹

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补充问:若 第一天是只开放了 原来 a₁ 的 1/100 则《繁体:則》会延长多长时间开满?

列方{pinyin:fāng}程:

2ˣ⁺³⁰ a₁ / 100 = 1

解jiě 得:

2ˣ⁺³⁰ = 100 / a₁ = 100/#281/2³⁰#29 = 100 × 2³⁰

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x 30 = log₂100 30

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这说明,只要 第一步 不等于 0,则 荷花最终都会将会开满池子的《pinyin:de》。不要太介意第一步的(拼音:de)开放量,因为,即使是缩减到 原来的 100 分之一,开满{练:mǎn}池子也仅仅晚了 6.6 天,所用天数仅仅是原来的 110.2 %。

当(繁体:當)然,等比数列 ① 是每天累计开放量,而每天实际开放量为:

a₁, 2a₁ - a₁ , 4a₁ 2a₁ , ..., 2ⁿa₁ - 2ⁿ⁻¹a₁, ...

即{练:jí},

a₁, a₁, 2a₁, ..., 2ⁿ⁻¹a₁, ...

从(读:cóng)第二项开始 和 ① 完wán 全相同[tóng]。于是每天的 开放量的增长依然是原来的 1 倍。

新问题:如果荷花每{读:měi}天开放量 的增长,由原来的 1 倍 变为 原来的 1/2 倍,问会延长多【拼音:duō】长时间开满?

列【拼音:liè】方程:

#281 1/2#29ˣ⁺³⁰ a₁ = 1

解得:

#283/2#29ˣ⁺³⁰ = 1/a₁ = 2³⁰

x 30 = 30lg2/lg#283/2#29 ≈ 51.3

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这说明,一个人(读:rén)的成功要符合荷花定律,关键还是要每天比前一天进步。因为,仅仅每天进步的步伐缩减了 0.5 倍,就会(繁:會)要 延长 21.3 天,这 是原来的 171 %。

再思考问题(繁体:題):如果 荷花每天tiān 实际开放量(非累计开发量)和前一天一样(即,开放量不进步),问 会延长多长时间开满?

这个时候,数《繁体:數》学模型就(jiù)从原来{练:lái}的等比数列变为等差数列,即,每天实际开放量为:

a₁, 2a₁, 3a₁, ..., na₁, ...

累计开放量(p直播吧inyin:liàng)就是部分和,即:

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Sn = a₁#28n 1#29/2

列liè 方程:

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解得【拼音:dé】:

x = 2/a₁ - 31 = 2×2³⁰ - 31 = 2147483617

这{练:zhè}说明,如果开放量不进步的话,则 荷花开满一池 要延长 2147483617 天, 这已经是不可能的事情(读:qíng)了。

人一定【读:dìng】要进步,才会成功。


其它两大 成功定律 和 荷花定律 本质相同,因此具有相同的数学模型,这里就不累述了。

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