一球从100米高度自由落下,每次落地后反跳回原高度的一半;n次落地经过路线总长度和下次反弹的高度。
时间: 2023-05-31 09:20:42 浏览: 116
### 回答1:
一球从100米高度自由落下,每次落地后反弹回原高度的一半。经过n次落地,总共经过的路线长度为100 + 100/2 + 100/2^2 + ... + 100/2^(n-1)米。下次反弹的高度为100/2^n米。
### 回答2:
这是一个经典的弹球问题。假设这个球从100米高度自由落下,第一次落地后反弹到原高度的一半,即50米。下一次从50米的高度自由落下,第二次落地后反弹到原高度的一半,即25米。以此类推,球将在第n次落地后反弹到原高度的1/2^n。
我们可以将球在每次反弹前的路线分解为两段,一段是下降的路程,一段是上升的路程。第一次落地前,球下降的路程是100米,上升的路程是50米,总路程为150米。第二次落地前,球下降的路程是50米,上升的路程是25米,总路程为75米。以此类推,第n次落地前,球下降的路程为100/2^n米,上升的路程为50/2^(n-1)米,总路程为150/2^(n-1)米。
要求球在n次落地后经过的总路程,我们可以将球在每次落地前的总路程相加,即:
100米 + 150米 + 75米 + … + 150/2^(n-1)米
这是一个等比数列求和的问题,可以使用公式S=a(1-r^n)/(1-r)来求解,其中a为首项,r为公比。首项a=100米,公比r=1/2,一共有n项,因此总路程为:
S = 100(1-1/2^n)/(1-1/2)
= 200(1-1/2^n)
= 200-100/2^(n-1)
要求球在第n次落地后反弹的高度,我们可以直接将原高度的1/2^n乘以上一次的高度,即:
原高度的1/2^n × 上一次的高度
第一次落地后,球反弹到50米的高度;第二次落地后,球反弹到25米的高度;以此类推,第n次落地后,球反弹到的高度为:
100/2^n × (1/2)^(n-1)米
化简可得:
50/2^n 米
综上所述,球在n次落地后经过的总路程为200-100/2^(n-1)米,球在第n次落地后反弹的高度为50/2^n米。
### 回答3:
当一球从100米高度自由落下时,每次落地后会反弹回原高度的一半,也就是50米。那么球第一次反弹的高度是50米,第二次反弹的高度是25米,第三次反弹的高度是12.5米,以此类推。
在第 n 次落地后,球共经过了多少路程呢?要求出球在第 n 次落地时经过的路程总长度,可以根据以下的计算方法:
第一次落地时,球的路程是 100 米。
第二次落地时,球的路程是 100 + 50 × 2 = 200 米。
第三次落地时,球的路程是 100 + 50 × 2 + 25 × 2 = 275 米。
第四次落地时,球的路程是 100 + 50 × 2 + 25 × 2 + 12.5 × 2 = 337.5 米。
以此类推,可得出第 n 次落地时球的路程是:
s(n) = 100 + 50 × 2 + 25 × 2 + 12.5 × 2 + … + 100/2^(n-1) × 2
因此,经过 n 次落地后球的总路程是:
S = s(1) + s(2) + s(3) + … + s(n)
下面来证明一下这个公式的正确性:
s(1) = 100
s(2) = 100 + 50 × 2 = 200
s(3) = 100 + 50 × 2 + 25 × 2 = 275
s(4) = 100 + 50 × 2 + 25 × 2 + 12.5 × 2 = 337.5
s(n) = 100 + 50 × 2 + 25 × 2 + … + 100/2^(n-1) × 2
将上述公式代入总路程公式,可得:
S = s(1) + s(2) + s(3) + … + s(n)
= 100 + (100 + 50 × 2) + (100 + 50 × 2 + 25 × 2) + … + [100 + 50 × 2 + 25 × 2 + … + 100/2^(n-1) × 2]
下面观察上述式子中括号里面的部分,它可以写成:
100/2^(n-1) × (1 + 2 + 2^2 + … + 2^(n-2) + 2^(n-1))
为了进一步简化,我们可以将 (1 + 2 + 2^2 + … + 2^(n-2) + 2^(n-1)) 看作是一个等比数列的和:
1 + 2 + 2^2 + … + 2^(n-1) = 2^n - 1
带入上式,得到:
S = 100 + (100 + 50 × 2) + (100 + 50 × 2 + 25 × 2) + … + 100/2^(n-2) × (2^(n-1) + 2^n - 2) + 100/2^(n-1) × (2^n - 1)
将式子变形为:
S = 100 × n + 100/2^(n-1) × (2^n - 1) + 50/2^(n-2) × (2^(n-1) - 1) + 25/2^(n-3) × (2^(n-2) - 1) + … + 100/2 × (2^2 - 1)
这个式子可以进一步简化,但已经说明了总路程的计算公式正确性。
综上所述,当一球从100米高度自由落下时,每次落地后反弹回原高度的一半,球在第 n 次落地时经过的路程总长度为:
S = 100 × n + 100/2^(n-1) × (2^n - 1) + 50/2^(n-2) × (2^(n-1) - 1) + 25/2^(n-3) × (2^(n-2) - 1) + … + 100/2 × (2^2 - 1)
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