古老的题目

日期:2021-07-06 13:58

这是一个古老的题目:牧马人从 a点要回到帐篷 b,但必须先到河边饮马后才回到帐篷,问走什么样的路钱最近最快?

这个问题是提得很现实的,天色傍晚,人疲马乏,需要尽早到家。

但是,要解这个问题,还必须有一个前提:小河是笔直的,而不是一条弯曲的河流。如果小河弯弯,那么问题要增加很大的麻烦。

解的办法是众所周知的:以小河为对称轴,找到 b的对称点 b′,连接AB,与小河交河边于 c,那么,连接 aC和 cB,就是最近的路线。

要证明这条路线最近,并不难:

(1)首先,走曲线肯定不行,因为直线的距离最短,所以 aC加 cB是直线满足这条。

(2)假设河边另有一点 d,那么,连接 aD、DB和 dB′,由于 d在对称轴上,所以 dB=DB′,新的路程为 aD+DB=AD+DB′>AB′,而 aB′=AC+CB所以 aD+DB>AC+CB,由此征明,只有 c点,才是到达 a和 b的最近点。

这个古老的问题很简单,但是,它给予人们很重要的启示:在自然界中,光的行程往往是走的捷径。

回到这个古老的问题,我们把小河当成一块平面镜,从 a点在镜子里看到 b,沿著你目光的方向所走的路程必然是刚才求得的 aC+CB,必然是最短的距离。

更新于:2021-07-06 13:58
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