1.1 我的房间
由梨:“哥哥,我遇到了奇怪的数学题。”
我:“奇怪的数学题?”
上初中的表妹由梨总是叫我“哥哥”,放假时经常跑到我的房间玩,一起讨论数学题,我们的关系非常好。
由梨:“像是这样的数学题。兄弟两人步行前往车站,因为哥哥的脚步比较快,弟弟只能紧跟在后头……”
我:“嗯,的确有类似的题。”
由梨:“哥哥等一下弟弟不就好了!”
我:“哈哈。真的就像由梨所说的,放到现实生活中会听起来很奇怪。你是说像下面这样的数学题吧?”
问题1(兄弟步行)
兄弟两人同时从家里出发,哥哥每分钟走100米,但弟弟每分钟只能走50米。假设家里到车站的距离有500米,试问当哥哥抵达车站时,弟弟距离家里多少米?
由梨:“就是这样的问题。弟弟好可怜喵……”
由梨用猫语表示气愤。
我:“对了,你会解这个题吗?”
由梨:“这很简单啊。到车站的距离有500米,哥哥每分钟走100米,所以5分钟就会抵达吧?”
我:“没错。”
由梨:“因为弟弟每分钟走50米,5分钟走了250米,所以他距离家里250米!”
50(米 / 分钟)× 5(分钟)= 250(米)
由梨晃着栗色马尾,得意地说出答案。
解答1(兄弟步行)
弟弟距离家里250米。
我:“嗯,正确。”
由梨:“竟然丢下弟弟先走,太过分了!”
我:“也对。”
由梨:“哥哥不会把由梨丢下自己先走吧?”
我:“真的发生时,应该是你丢下我吧?”
由梨:“你说什么?”
我:“……嗯,那么,假设抵达车站的哥哥回过头去找弟弟吧。”
由梨:“回过头去找弟弟?”
问题2(不断往返的哥哥)
兄弟两人同时从家里出发,哥哥每分钟走100米,但弟弟每分钟只能走50米。假设从家里到车站的距离有500米,哥哥抵达车站后马上掉头,碰到弟弟后再走回车站,不断在车站与弟弟之间往返。试问当弟弟抵达车站时,哥哥总共走了多少米?
由梨:“这样……来来回回很复杂耶!”
我:“但是,你懂题目的意思吧?”
由梨:“让我想一下。弟弟不断接近车站……也就是说,哥哥往返的距离渐渐缩短,最后越变越短……不停来来回回,这怎么可能发生啊?!”
我:“的确,现实生活中不会有人这样做,但这可以想成是点的移动。”
由梨:“想成点的移动还是很难吧,会变成无限项的相加运算。”
我:“问题2可以像问题1一样马上解出来哦。”
由梨:“问题明明是无限的往返,也能解吗?”
我:“这题可以从走了多少时间切入。哥哥是在车站与弟弟之间来回往返,但弟弟却不是这样。弟弟从家里出发后,就一直走向车站。弟弟抵达车站花了多少时间?”
由梨:“到车站的距离有500米,弟弟每分钟走50米。这样的话……
所以,弟弟走了10分钟。”
我:“那么,在这10分钟内,哥哥走了多少米?”
由梨:“啊!是这样啊!哥哥每分钟走100米,走了10分钟……
100(米 / 分钟)× 10(分钟)= 1000(米)
所以,哥哥走了1000米!”
我:“答对了。”
解答2(不断往返的哥哥)
哥哥总共走了1000米。
由梨:“这好厉害……”
我:“当我们知道每分钟走多少米,自然会去想‘走了几分钟’。”
由梨:“最后再相乘就好了吧。”
我:“没错。相乘后就能知道走了多少米。
速度 × 花费时间
这相当于在求面积。”
由梨:“不是吧?我没有在求面积啊?”
我:“不对,这是在求‘速度图’的面积哦,相当于在积分速度……”
由梨:“积分?那是什么,很有趣吗?”
我:“嗯,很有趣哦。举个简单的例子来说明,我想由梨就能了解积分的概念了。”
由梨:“积分会很复杂吗?”
我:“不会,你一定可以理解的。”
由梨:“太好了,那就赶快开始吧。”
我:“……”
我们就这样踏上了“积分学习之旅”。