matlab 一球从100m高度自由下落,每次落地后反跳回原高度的一半,再落下。求它在第10次落地时,共经过多少米?第10次反弹有多高?
时间: 2024-05-27 22:02:50 浏览: 152
这个问题可以使用数学公式来解决。首先,球第一次落地时,经过的路程为 100 米。第二次落地时,球先上升了 50 米,然后再下落 100 米,所以经过的路程为 100 + 50 + 100 = 250 米。以此类推,第 n 次落地时,球经过的路程为:
100 + 2 × 50 + 2 × 25 + ... + 2 × (50 / 2^(n-2))
这是一个等比数列求和问题,可以使用等比数列求和公式来解决。公式为:
Sn = a1 × (1 - q^n) / (1 - q)
其中,a1 为第一项的值,q 为公比,n 为项数。对于本题,a1 = 100,q = 1/2,n = 10。将这些值代入公式中,得到:
Sn = 100 × (1 - (1/2)^10) / (1 - 1/2) ≈ 299.6094 米
所以,球在第 10 次落地时,共经过了约 299.6094 米。
第 10 次反弹的高度为球第 9 次落地时的高度的一半,即 100 / 2^9 = 0.1953 米(约为 19.53 厘米)。
相关问题
在matlab上进行程序设计,一球从100m高度自由下落,每次落地后反跳回原高度的一半。再落下。求它在第10次落地时。共经过多少m?
在MATLAB中,我们可以使用循环结构和数学计算来模拟这个问题。由于球每次落地后都会反弹到前一次高度的一半,这是一个典型的等比数列问题。我们需要先定义球初始的高度和每次落地后的反弹比例,然后计算总行程。
以下是代码的一个例子:
```Matlab
% 初始条件
initial_height = 100; % 球初始高度
bounce_ratio = 0.5; % 每次落地后的反弹比例
total_distance = 0; % 总路程累计
for i = 1:9, % 因为球会在第10次完全停止,所以只计算9次落地
total_distance = total_distance + initial_height; % 当前下落距离累加
initial_height *= bounce_ratio; % 更新当前高度
end
final_height = initial_height; % 第10次落地后球停止,最后一次落下不再有反弹,所以添加最后一次下落距离
total_distance = total_distance + final_height;
disp(['球在第10次落地时,总共经过了 ' num2str(total_distance) ' m']);
```
这段代码会计算从第一次下落到第10次下落为止球所走过的总路程,并在最后一行显示结果。
一球从100m高度自由下落,每次落地后反跳回原高度的一半,再落下,求它在第10次落地时,共经过多少米?第10次反弹有多高? Matlab
这是一个典型的等比数列问题。当物体每次落地后反弹的高度是前一次的一半,所以我们可以将每个阶段看作是一个等比数列。初始高度为100米,每次反弹后的高度是上一次的一半。
设 \( S_n \) 表示第n次落地时总行程(包括起始和所有下降和反弹),\( H_n \) 表示第n次反弹的高度。对于这个问题:
- 第1次落地时,总行程 \( S_1 = 100m \) (初始下落)
- 第2次落地时,总行程 \( S_2 = S_1 + 50m \) (第一次下落和第二次下落)
- 每次反弹后,行程都是前一次的一半,所以 \( S_{n+1} = S_n + \frac{H_n}{2} \)
由于 \( H_n = \frac{S_n}{2} \),我们有 \( S_{n+1} = S_n + \frac{S_n}{4} \) 或 \( S_{n+1} = \frac{5}{4}S_n \)。
第10次落地时,总行程为 \( S_{10} \);第10次反弹的高度为 \( H_{10} = \frac{S_{10}}{2} \)。
现在我们来计算 \( S_{10} \)。由于 \( S_1 = 100 \) 并且每次行程都以 \( \frac{5}{4} \) 的比例增加,可以使用等比数列的公式:
\[
S_{n} = S_1 * r^{(n-1)}
\]
其中 \( r = \frac{5}{4} \),\( n = 10 \)。
代入公式得到 \( S_{10} \):
\[
S_{10} = 100 * (\frac{5}{4})^{9}
\]
同时,第10次反弹高度 \( H_{10} \) 是 \( S_{10} \) 的一半:
\[
H_{10} = \frac{1}{2} * S_{10}
\]
让我们用Matlab计算这两个值:
```matlab
r = 5/4;
S1 = 100; % 初始高度
S10 = S1 * (r^9); % 第10次落地时总行程
H10 = S10 / 2; % 第10次反弹高度
S10, H10
```
运行这段代码会给出具体的数值结果。
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