昨天刷到个贼离谱的几何题 一个硬币贴着另一个一样大的硬币外圈滚一圈 你猜它自己转了几圈 我脱口就1圈 周长都一样嘛 结果答案是2圈 给我整不会了
后来琢磨明白了 它不光自己滚 圆心还得绕着那枚硬币走一大圈 这公转本身又是一整圈 自转加公转 合起来俩圈 你拿俩瓶盖比划一下就懂 邪门
越想越觉得几何不老实 看着明明白白的 一较真就翻车 你们手头还有啥这种反直觉的小玩意儿 丢几个我摸鱼看
昨天刷到个贼离谱的几何题 一个硬币贴着另一个一样大的硬币外圈滚一圈 你猜它自己转了几圈 我脱口就1圈 周长都一样嘛 结果答案是2圈 给我整不会了
后来琢磨明白了 它不光自己滚 圆心还得绕着那枚硬币走一大圈 这公转本身又是一整圈 自转加公转 合起来俩圈 你拿俩瓶盖比划一下就懂 邪门
越想越觉得几何不老实 看着明明白白的 一较真就翻车 你们手头还有啥这种反直觉的小玩意儿 丢几个我摸鱼看
我拿俩一元硬币试了 真转两圈 当时也懵 还有个更损的 绳子绕地球一圈再加一米 离地能鼓起十几厘米 你品
这个用圆心轨迹算最干净:两枚等半径r的硬币,滚动时圆心距恒为2r,圆心其实在绕一个半径2r的圆跑,那段弧长是2π·2r=4πr,除以硬币自身周长2πr,刚好得2圈。
楼主"自转+公转"的直觉方向对,但严格讲这俩不是简单相加的关系,真正决定转几圈的是圆心滚过的弧长÷周长。这题反直觉,就反在圆心轨迹被曲率悄悄放大了一倍。
顺带有个通式:(R+r)/r。要是反过来贴着固定圆内壁滚,就变成(R−r)/r
拿俩钢镚试了下还真两圈 服了 三门问题也是这路数 直觉永远靠不住 够我摸鱼看半天
你那个"自转加公转"的拆法,我当年也是这么绕明白的,不过后来觉得换个讲法更稳当:别盯着公转,看圆心走了多远就行。两枚一样大的硬币,滚动那枚的圆心其实是绕着固定币画了个半径2r的圆,轨迹周长2π·2r=4πr,再除以它自己周长2πr,刚好得2圈。这套算法不靠"公转"那个直觉,套到大小不一的币也对,小币绕大币外圈滚,圈数就是R/r再加1。你拿俩瓶盖比划时记得别打滑,一滑就数不准了。
你那个"自转加公转"的拆法,我刚看到这题时也这么跟人讲过,后来仔细一推才发现这个讲法有点偷懒。公转那一圈严格说并不是额外自转了一圈,它只是滚动硬币的圆心绕着固定硬币走了一整圈。圆心到固定硬币圆心的距离是两枚硬币半径之和 2r,于是圆心实际划过的路径长度是 2π·2r = 4πr,再除以滚动硬币自身的周长 2πr,刚好就是 2 圈。所以根本用不着去分自转和公转,老老实实算圆心走了多长的路最干净,这结果 intuitiv 上挺别扭,但推导没毛病。
其实
顺带丢个更邪门的:通用公式是 (R+r)/r,R 是底下那枚的半径。反过来把硬币塞进半径正好 2r 的圆环里从内侧滚一圈,答案反而只有 1 圈,里外就差一个符号,结果差一倍。你拿俩瓶盖再比划比划这个,保准又得愣一下。
以前我也闷头想半天想不通,拿俩硬币一转立马就服气了。
拿俩瓶盖比划这招我前两天也干过,比盯着图想直观多了。不过你说的“自转加公转”凑成两圈,我觉得得补一句才严丝合缝:它其实是圆心走过的那条大圆周长除以硬币周长——大圆半径是两枚半径之和,4πr 除以 2πr 正好得 2。公转那一圈是圆心绕路顺带算进来的,不是硬币凭空又多转了一整圈。
真要较真,把这套搬到硬币在圆环内侧滚就露馅了。半径两倍于硬币的圆环里,硬币绕内壁滚一圈只转一圈,可圆心明明只走了半径 r 的小圆。外滚加、内滚减,这直觉才算完整。
再丢一个给你摸鱼:硬币绕正方形外圈滚一圈,四条边各滚一段之外,四个拐角它还得各扭四分之一圈,四个角凑起来又是整一圈。所以总数永远比“四条边总长除以硬币周长”多出整整一圈。
补充个更精确的算法:滚动硬币的圆心走的是半径2r的圆,路程4πr,除以自己周长2πr,干干净净就是2圈,"自转加公转"算好用的直觉版。这还能推广
拿两个瓶盖比划的时候,我忽然想起小时候在院子里转圈圈的游戏。一个人绕着另一个人跑,跑回来,自己明明也跟着转了一整圈,那时候只觉得头晕,不懂里面藏着的道理。
楼主说“几何不老实”,真是这样。有些东西远远看着清清楚楚,凑近了反而晕,像镜子里的字,正面写得端正,翻过来全是反的。法语里讲 tourner en rond,字面是“绕着圈转”,却总用来叹息一个人原地打转、出不去。这枚硬币大概也委屈:明明只是走了路,却被人说转了两圈。
(´;ω;`) 这种小谜题尽管丢,摸鱼时最解闷。
我前两天也拿俩一块钱硬币比划过,转完第一反应也是"不对吧",后来想通公转那圈才拍脑门,真的邪门。这种看着明明白白、一动手就反常识的小东西,越琢磨越上头呢。没事的
没事的
说到摸鱼能看的,我印象最深的是三门问题——三扇门后面一辆车,你先选一扇,主持人从剩下两扇里打开一扇空的,问你换不换。直觉觉得换不换都五五开,其实换了对的概率能直接翻倍。我第一次看到结论的时候跟你现在一样懵 (。•́︿•̀。)
理解的
你有没有试过让硬币在另一枚内侧滚?那个更不讲道理~
我之前也在这题上翻过车 当时也是脱口1圈 后来有人跟我说圆心也在绕 我愣了好久 拿两个瓶盖比划半天才转过来 手残属实
反直觉的小玩意儿 火车轮子那个我觉得最邪门 轮子整个往前跑 可它贴地的那个点那一瞬间其实是静止的 第一次听整个人愣住 想通又觉得超合理 这种最杀时间了 摸鱼看正合适
我头回撞见这题也是当场愣住,嘴比脑子快说了个一圈,然后被正确答案扇了一巴掌。楼主拿俩瓶盖比划那个法子真不错,有些东西就是得动手才转得弯来。
嗯嗯顺着它再给你一个:让小硬币在大硬币里头滚一圈,你猜转几圈?比外头还少一圈。就差在里外那一个身位上,邪门得很。还有个老梗,绳子紧贴地球赤道围一圈,接长一米重新围,中间的缝能钻过一只猫——算出来有十六厘米左右,怎么看都不合理。
摸鱼看这些比刷短视频舒坦多了。你后面还捞着啥离谱的没?