钻隙代表什么生肖?
这个有点难度,需要一点数学知识。 先看看原话“有钻隙习性”是什么意思——这里把鼠、兔这样洞巢动物定义为“有钻隙习性”的。这句话的意思是说这些动物会将身体伸进直径大约1毫米左右的缝隙里。 接下来考大家一道数学题吧(虽然我也不知道是不是题目中所说的「钻隙」):
问题:有一个圆柱形粮囤,高5米,底面半径3米,如果要在上面建一个窗口,使光线能够照射到离地2米远的平台上,那么窗口的高和宽各是多少?
回答:这个问题可以简化为在圆桶上打一个高2米,宽x米的洞。 根据图中的三角形,可以得到 x^2=(5-2)^2+3^2 解得 x=\sqrt{17} 这个答案应该是对应鼠类的,因为根据百科里的资料,它们开凿隧道的深度一般为自身身高的一倍多,而宽度是身高的五六倍以上。
不过这只是一个几何上的最优解。事实上,由于老鼠会不停地移动位置,所以这个洞口应该是成梯形的,高度大于 \sqrt{17} 但小于 2\sqrt{17} ,宽度也相应比 \sqrt{17} 大一些。 同样,我们考察兔子这样的挖洞高手——
问题:有一块半径为 R 的圆形土地,要把它分成两块,其中一块要作为住所,另一块要种植粮食,要求面积最大且尽可能紧密(即要求相邻两块边界之间的距离最短),该如何划分这个区域?
回答:这个问题可以用极坐标解决。设圆心为 O ,建立直角坐标系,则所求边界长度 l 等于两个直角边的和。现在考虑一个特殊的情况,即两条边都是直线时,显然,此时面积 S 有最大值 S_0=\frac{\pi}{4}R^{2} ,而两条直边的角度是 45° (注意这里不是九十度!),因此距离最短。
当两条直边垂直于上下两边时,情况类似,只是 S_{\text{max}}=\frac{\pi}{2}R^{2} ,所以最佳状态是一个上窄下宽的梯形。对于兔子来说,一般是不太可能垒出这么整齐的边界的,所以我们考虑一般情况。 我们知道,当用极坐标表示点的时候,两点之间的弧度恰好是角度的二倍,因此我们可以把两条直边近似看做两条与 X 轴呈 \alpha 的斜率,其中 \alpha 是待求的最优角。于是问题就转化为一个关于 \alpha 的方程,通过求解该方程便可得到 S_{_{\text{max}}} 和 l_{_{\text{min}}} 。