一个小球从台球桌一角以方向射出,那么它会一直不停的反弹还是最终掉入某个口袋呢?
在这里,我们假设这是纯几何的问题: 球没有质量,球和洞被看作是单个点,且球是直线运动的.
并且我们想考虑以下情况: 球是从左下角以 方向射出的.
为了解决这个问题,让我们考虑台球桌的尺寸和角的特征. 因为角度是,球在水平方向移动的距离等于在竖直方向移动的距离. 第一次反弹会发生在离顶轨左端厘米处.
那么它什么时候会落入口袋? 答案是只有当球恰好击中其中一个口袋时,这意味着水平方向移动的距离是的倍数,同时竖直方向移动的距离是 的倍数. 由于竖直和水平距离总是相等的,第一次发生这种情况是当球在竖直和水平方向分别移动厘米时. 所以我们知道,如果球继续移动,它最终会落入其中一个洞里.
但,是哪一个呢?
沿着台球桌的顶部看,球水平方向移动厘米后,它在水平方向上移动了次: 其中次从左到右,次从右到左. 因此,它结束运动时,会落入右边的一个洞.
我们还知道球在竖直方向上移动了次: 50次从底部到顶部,50次从顶部到底部. 因此,它将在桌子的底部结束移动.
结合这两个约束条件,我们可以得出结论: 球在多次反弹后,最终会落入右下角的口袋中.
同样的推理能否适用于下面的挑战呢?