過馬路的數學問題

2009-05-11 10:08 pm

設定: 我要橫過一條馬路到達目的地.
馬路寬9m, 目的地在馬路對面, 100m 遠的地方
(可以想成起點=(0,0), 終點 = (100, 9))
這時有一架長12m 寬3m 的校巴以 10m/s 的速度從250m 遠的地方, 在馬路中心迎面駛來
假設我的步行速度是 2m/s.
問: 要怎樣過馬路才能最快到達目的地, 而不會跟校巴碰撞?
(這是條數學問題, 請罔顧交通規例)
P.S. 這個設定同我返屋企的場境是一模一樣的 XD


圖片參考:http://xb7.xanga.com/aebf32f757430242712893/w192244202.jpg
更新1:

er... Show 唔哂幅圖添... http://xb7.xanga.com/aebf32f757430242712893/w192244202.jpg

更新2:

P.S. 直接打斜行一定會比巴士撞...

更新3:

可以選擇在路中心停下來, 雖然我覺得唔會係最後的方法.

更新4:

可以選擇在路中心停下來, 雖然我覺得唔會係最快*的方法.

更新5:

to manson2000hk: 為何你的速度比直接打斜行還要快?!?! to kentchun11: 如果要打斜再打撗行, 為何當初不直接走這兩段線的頭尾斜線?

更新6:

如果巴士到達前先過了2/3 路段, 速度又如何? 如果直接打對角, 巴士到時停一陣, 速度又如何?

回答 (5)

2009-05-13 12:55 am
✔ 最佳答案
我計到最快的方法是:先以角度3.9379度,打斜行21.8419秒,這時會剛好到達行駛中的巴士的尾的角,然後再轉向著終點直行,行多28.3687秒,便到達終點。

總共用了21.8419+28.3687=50.2106秒,應是最快。

算式只是用一些初中數學:

設x是角度,T是剛好到達行駛中的巴士的尾的角的時間,D是水平距離。

可建立以下3條式:

2 sin x (T)=3

2 cos x (T)=D

10T=262-D

solve得T=21.8419,D=43.5807

再用畢試定理計番其餘距離。

附圖。

2009-05-12 16:55:56 補充:
http://www.photohost.biz/files/uo4a4a5kof3o5b3pg7.jpg

2009-05-15 12:42:15 補充:
但任何curve的長度都會比直線長,如用均速行走,走得越遠便時間越耐。

之前我想過可否用3D geometry去solve,即人行的path只要不碰到巴士的path,然後找出人行的path的最短長度,但諗唔到。

大家有冇idea?

2009-05-16 00:43:46 補充:
我感覺上是可用3D方法去solve,因為2D motion (x, y plane)再加上時間軸 t,就形成space curve. 當時間向前移,2D的 line motion 便變成3D的 line motion,這時便可用3D的方法去計。不過我想唔出有面積的巴士移動時的3D equation是什麼。應是一方柱體。

另直線問題,正如我的回答,用直線行去行駛中的巴士的尾部,這應是最省時的直線。

還有其他人可以找到比50.2106秒更快的時間的路線嗎?請快解答。
2009-05-15 6:37 am
有無可能以三點, 其中兩點為起點及終點, 作一 parabola 後以積分計出其長度, 並證其為最短距離?

因為一直困在以直路走的框框, 忽略了以 curve 形 path 走的可能
2009-05-13 12:58 am
首先計你跟屋企的直線距離
=squt(100^2+9^2)
=100.4
以你的步速需要50.2秒
但校巴到來只需25秒
姐係會撞
咁ge情況最快的方法是
先走路寬3米的距離
姐係100.4/3=33.47左右
需時大約16.73秒

這時校巴走了167.3米左右
姐係在82.67米-94.67米位置
之後你要橫行直到校巴剛剛不撞
這時你在100/3的位置,姐係33.3的位置
你要從車尾過
因此用94.67
設x係大家走的距離
94.67-10(速度)x=33.3+2(速度)x
12x=61.33
x=5.11
姐係你要向右走5.11米
這時車剛剛過了
所以冇危險
所需時間係5.11/2=2.55556左右
最後就是到目的地
你打橫的距離係33.3+5.11=38.44左右
你尚餘100-38.44=61.556
打直距離係6
得出尚餘距離=squt(61.556^2+6^2)
61.84左右
時間係61.84/2=30.92
加番之前果d
30.92+2.556+16.73
=52.76秒左右
2009-05-12 12:28 am
yes.
請load 幅圖黎睇~

2009-05-15 01:44:05 補充:
半同意. 巴士到之前可能是 curve, 但當巴士跑過了人之後, 一定是走直線最快.

2009-05-15 13:12:59 補充:
這是條 2D 問題, 怎用3D Geometry 去 Solve?

2009-05-15 13:26:56 補充:
還有,
>>但任何curve的長度都會比直線長,如用均速行走,走得越遠便時間越耐。

只走直線, 有可能會"太早到", 巴士還未駛過, 要迫住停下.
2009-05-12 12:26 am
校巴在路中心走?


收錄日期: 2021-04-29 19:28:54
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090511000051KK00660

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