椅子能在不平的地面上放稳吗

问题

把椅子放在不平的地面上,通常只有三只脚着地,放不稳,然而只需稍挪动几次,就可以使四只脚同时着地而放稳。这个看来似乎与数学无关的现象能用数学语言表述,并用数学工具来证实吗?让我们来试试看!

再次读题

椅子 放在 不平的地面上,通常只有三只脚着地,放不稳,然而只需稍挪动几次,就可以使四只脚同时着地而放稳。这个看来似乎与数学无关的现象能用数学语言表述,并用数学工具来证实吗?让我们来试试看!

对象分析

  • 椅子(Longrightarrow)四个椅脚(Longrightarrow)与地面有四个接触点(Longrightarrow)正方形(本质应该是长方形)
  • 不平的地面(Longrightarrow)光滑曲面(光滑是根据讨论范围确定的,不连续的很陡的地面不在讨论范围之内)

条件分析

  • 通常只有三只脚着地,放不稳(Longrightarrow)假设至少三只脚着地(Longrightarrow)(F( heta)*G( heta)=0)
  • 稍挪动几次(Longrightarrow)位置的变化(Longrightarrow)角度( heta)的变化

结论分析

  • 能不能(Longrightarrow)存在问题,0和1
  • 放稳(Longrightarrow)四个脚到地面距离都为0(Longrightarrow)两对 对角椅脚 离地面的高度之和(F( heta)=G( heta)=0)

2019.3.27补充:

昨天上课学得,在某些问题中,结果为离散的0或1的问题可以转化为结果为连续值的问题。

比如目标是得到最大产值,问题是A、B、C哪里需要建厂,这涉及到原料的生产、加工、运输,成品的销售等等。

如果直接根据问题进行离散的计算,会有(2^3=8\,)种情况。

如果进行连续的计算,将某地是否建厂转化为某地的原料产量。如果产量是0,则表示该地不建厂;如果产量大于0,则表示该地建厂。

数学模型

已知F(( heta))、G(( heta))是( heta)的连续函数,对任意( heta)(F( heta){ imes}G( heta)=0),且(G(0)=F(frac{pi}{2})=0)(F(0)=G(frac{pi}{2})>0),证明存在( heta_0),使(F( heta_0)=G( heta_0)=0)

方法总结

好好读题,根据题中所给信息,找到研究对象条件结论等现实元素转化为一个个数学元素。

讨论

关于旋转的变量除了( heta),转轴也可以算一个,另外还可以把正方形改为长方形进行讨论。

作者:@臭咸鱼

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