09 级 数 模 试 题 1
把 四 只 脚 的 连 线 呈 长 方 形 的 椅 子 往 不 平 的 地 面 上 一 放 , 通 常 只 有三 只 脚 着 地 , 放 不 稳 , 然 后 稍 微 挪 动 几 次 , 就 可 以 使 四 只 脚 同 时 着 地 ,放 稳 了
试 作 合 理 的 假 设 并 建 立 数 学 模 型 说 明 这 个 现 象
( 15 分 ) 解 : 对 于 此 题 , 如 果 不 用 任 何 假 设 很 难 证 明 , 结 果 很 可能 是 否 定 的
因 此 对 这 个 问 题 我 们 假 设 : ( 1) 地 面 为 连 续 曲 面 ( 2) 长 方 形 桌 的 四 条 腿 长 度 相 同 ( 3) 相 对 于 地 面 的 弯 曲 程 度 而 言 , 方 桌 的 腿 是 足 够 长 的 ( 4) 方 桌 的 腿 只 要 有 一 点 接 触 地 面 就 算 着 地
那 么 , 总 可 以 让 桌 子 的 三 条 腿 是 同 时 接 触 到 地 面
现 在 , 我 们 来 证 明 : 如 果 上 述 假 设 条件 成 立 , 那 么 答 案 是 肯 定 的
以 长 方 桌 的 中心 为 坐 标 原 点 作 直 角坐 标 系如 图所示,方 桌的 四 条 腿 分 别在 A、B、C、D 处, A、B,C、D的 初始位置在 与x 轴平 行,再假 设 有 一 条 在x 轴上 的 线 ab,则ab 也与A、B, C、D 平 行
当方 桌 绕中 心 0 旋转时 ,对 角线 ab 与x 轴的 夹角记为
容易看出, 当四 条 腿 尚未全部着 地 时 , 腿 到 地 面 的 距 离 是 不 确 定的
为 消 除 这 一 不 确 定 性 , 令 ( )f 为 A、B 离 地 距 离 之 和 ,( )g 为C、D 离 地 距