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蜘蛛和苍蝇问题


Spider and fly path

蜘蛛和苍蝇问题考虑一个尺寸为 30^'×12^'×12^' 的长方体房间,蜘蛛位于其中一面 12^'×12^' 墙壁的中间,距离天花板一英尺。苍蝇位于对面墙壁的中间,距离地板一英尺。如果苍蝇保持静止,蜘蛛为了抓住苍蝇,沿着墙壁、天花板和地板爬行的最短总距离(即测地线)是多少?

SpiderandFly

答案 40^' 可以通过如上所示的“展开”墙壁获得。请注意,这个距离比蜘蛛必须先沿着墙壁爬到地板,然后穿过地板,再向上爬一英尺才能到达苍蝇的 42^' 短。这个谜题最初由杜德尼于 1903 年在英国一家报纸上提出(Gardner 1958)。

这个问题的一个变体是,蜘蛛可以用蛛丝把自己悬挂起来,从而抄近路,而不必被迫粘在房间的表面上。如果蜘蛛在他的起始位置将一根蛛丝附着在墙上,然后把自己放到地板上(因此不爬行一英寸),那么他就可以步行穿过房间的长度 (30^'),再向上爬一英尺,从而在总共爬行 31^' 后到达他的猎物(虽然总距离当然是 42^')。

如果蜘蛛不擅长将蛛丝固定在垂直墙壁上,他仍然可以通过仅爬行 31^' 来抓住苍蝇。特别是,他可以爬到天花板 (1^'),然后横穿天花板的长度 (30^'),再降低 11^' (无需爬行),从而抓住苍蝇。


另请参阅

测地线

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Gardner, M. “数学游戏:关于亨利·欧内斯特·杜德尼,一位杰出的谜题创造者。” 科学美国人 198, 108-112, 1958 年 6 月。Pappas, T. “蜘蛛和苍蝇问题。” 数学的乐趣。 圣卡洛斯,加利福尼亚州:Wide World Publ./Tetra,第 218 页和 233 页,1989 年。Steinhaus, H. 数学快照,第 3 版。 纽约:Dover,第 173-175 页,1999 年。

在 Wolfram|Alpha 中被引用

蜘蛛和苍蝇问题

引用为

韦斯坦因,埃里克·W. “蜘蛛和苍蝇问题。” 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/SpiderandFlyProblem.html

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