第三题,是一道几何题目。
已知条件:
在一个平面直角坐标系中,点O为原点(0,0)。点A位于(0,2),点B位于(2,0)。点C是x轴正半轴上的任意一点,设其坐标为(x,0),且满足x>2。
连接AC和BC。
设直线AC与直线OB(即x轴)的交点为D。
设直线BC与直线OA(即y轴)的交点为E。
连接DE。
问题:当点C沿x轴正方向无限远离原点时,即x→∞,线段DE的长度趋近于多少?
这道题........
时珈一又仔细看了看题目。然后抬头一脸惊喜!
这题目居然是她最擅长的陷阱题!而且它完美结合了平面几何和解析几何以及微积分。
陷阱在哪里呢?就是题目!
罗里吧嗦绕了一大圈问DE的长度,其实就是在问。点C到点P的距离是多少?
想要看懂题目,其实把几何图形换算成代数表达就明白了,DE并非简单的线段,而是随着点P移动而变化的动态量。
所以,她只需要找最短的距离就可以了。
点C是固定的,点P在斜边AB上跑来跑去。什么时候CP最短?
这就好比要从家点C去马路对面斜边AB办事,走哪条路最近?
答案肯定是,垂直走过去最近。
所以,当CP垂直于斜边AB的时候,CP最短,也就是DE最短。这时候的CP,其实就是直角三角形斜边上的高。
既然知道了DE最小值是斜边上的高,那就只要算一下这个高是多少了。
她美滋滋地开始动笔写推导过程。
这道题她甚至可以用初中学的求三角形的面积公式来计算。
~~就这?拿捏没毛病!
但是时珈一为了表示对出题者的尊重以及答案的正确性,她还是用微积分求导了一次。
总而言之,时珈一惊喜,时珈一震惊,时珈一必须满分!
现在的数学家还是过于单纯了,现代的数学已经玩出各种花样了!
正当她欣喜的时候,迎来了重大打击。
因为最后一道居然是经典力学题目,不怪它压轴,确实是肉眼可见的难!
在天体力学研究中,双星系统是经典力学的重要应用领域。
假设在遥远的太空中,有两个质量分别为m1和m2的恒星,它们初始时相距L,且相对静止。
由于万有引力作用,它们将开始相互吸引并加速靠近。
忽略宇宙背景辐射及其他天体干扰,假设系统能量仅通过引力辐射损耗。
已知条件:
万有引力常数G。
质量m1=m,m2=3m。
初始距离L。
初始相对速度为0。
问题:求这两颗恒星从初始状态到发生碰撞,即距离趋近于0,所需的总时间T。
这是一道典型的变加速运动问题。引力随着距离的变化而时刻改变,导致加速度不是常数。也就是说,它不能用匀速来做题目。
而且这题目涉及两个都在动的星球。如果分别去分析两个星球的受力,会非常复杂。
她还必须在脑海抽象建模来转换问题,计算量非常大。物理和数学相互结合,基础要非常扎实。
等于,她前面节省的时间,估计要全部耗在这一题目上了!
时珈一吐槽归吐槽,但是她不敢耽误时间。
解题的关键在于利用质心系和约化质量的概念,将二体问题转化为单体问题,再结合能量守恒定律和积分求解时间。
接下来的时间,她开始飞快验算。
周围的同学笔尖也没有停过,这里大部分人都是学校的天之骄子,就算题目有难度,也不可能轻易认输。
向天群自从开始考试,也不在关注时珈一了。
别看他心性活泼又单纯,但是在物理的天赋上,真的可以说是一骑绝尘!
就算是最难的那一道压轴题,对于他而言,也是手拿把掐。
一个教室里唯二的两个华国人,也受到了不少监考老师的关注。
而作为出题的那些教授,是不可能出现在这里的。
柯尔莫哥洛夫推开办公室的门,看都没有看办公室里的众人,只是走到窗边站定。
而坐在沙发上的庞特里亚金,熟练的将墨镜摘下放在一旁,明明是一双看不见的眼睛,却似乎能感应到光线般,习惯性地朝窗户的方向偏了偏。
博戈留波夫也坐在他旁边,顺手拿起茶几上的一本杂志翻了翻。
盖尔范德是跟着柯尔莫哥洛夫进来的,他顺手把门带上了。
看了一眼房间里的人后,自觉地在离庞特里亚金最远的那张椅子上坐下来,脸上依然挂着那副和气的笑容。
“第一届啊!你们有看好的学生吗?”柯尔莫哥洛夫转过身,靠在窗台上面对众人。
博戈留波夫放下杂志,语气平和:“林尼克送来的那几个孩子底子不错,尤其是一个叫谢尔盖的,听说在L宁格勒学校表现的很出色。”
顿了顿又补充道,“M斯科大学自己的学生倒是一如既往地稳,尤其是贝拉,我期待她带给我足够的惊喜!”
贝拉从小就展现出了惊人的天赋,并且是M大力学数学系的特招学生,他看好贝拉的水平。
盖尔范德笑着接话:“鲍曼这次推出来了一个学机械的女孩子,你们注意到没有?就是那个华国留学生。”
他的语气很随意,像在说一件有趣的小事,“听说,她在鲍曼的机械领域非常出众,甚至在大二的下学期就发表出了一篇极具水平的论文。而且,这个学生的课程无论是主修还是选修都是满分!”
他从亚历山大的口吻中得知时珈一的履历后,还是非常欣赏的,虽然他和时珈一的专业并不一样。但亚历山大既然力荐她,想必也确实在数学上有不小的天赋。
“哦?”博戈留波夫挑了挑眉。他对华国人很有好感,好学,爱钻研。
M大也有一位表现不错的华国留学生,叫什么向天群的。
那孩子有股子劲!对人也很赤忱。
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