|“硬币悖论”原理是什么?出现在美国高考题,30万人仅有3人答对


|“硬币悖论”原理是什么?出现在美国高考题,30万人仅有3人答对
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|“硬币悖论”原理是什么?出现在美国高考题,30万人仅有3人答对
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1982年美国高考数学卷上学有这样一道题目 , 说小圆的半径是大圆的三分之一 , 小圆绕着大圆滚回原来的位置需要滚多少圈
?这道题目在当时引起了很大的轰动 , 因为30万人中只有三个人答对了题目 , 就连出题人也不会 。 这就涉及到我们今天所讲的“硬币悖论”了 。
什么是硬币悖论呢?
将两枚硬币上下整齐地摆放 , 然后将上面的硬币沿着下面的硬币滚回原来相交的位置 , 你会发现上面运动的硬币实际上转了两圈 , 而不会我们想象中的一圈 。 而这种反直觉的现象就被称为“硬币悖论” 。
虽然说两个圆所接触的路径是圆周长 , 但是对于滚动的圆心来说它走过的路径是原来的两倍 。
这类题目有一个公用的算法 , 就是用公转圆的圆心画出圆的半径除以公转圆的半径 , 就可以算出公转圆的圈数 。 拿美国高考的数学题举例 , 里面的半径为3 , 外面的半径为1 , 那么公转圆的半径就是4 , 就可以很容易得知这道题应该是4圈了 。
知道圈数以后就要不妨思考一下 , 为什么外侧滚动的硬币会多走一圈呢?
我们可以假设一个周长为一米的圆在一个一米长的直线上 , 当圆滚完直线也就结束了一圈 。 那接下来我们将这根直线折成等边三角形 , 会发现这时圆会多转一圈 。
原来 , 当圆滚动到拐角时圆心就要转动120° , 经过三个拐角就是360° , 这就刚好是多出来的那一圈 , 接下来我们将直线转为正方形 , 五边形等 , 都可以发现滚动圆需要走的圈数都要额外加一圈 。 依次类推 , 当这个多边形无限边到圆时也需要增加一圈 。
【|“硬币悖论”原理是什么?出现在美国高考题,30万人仅有3人答对】这就出现了我们做的硬币实验 , 两个相同的硬币 , 外围的会绕两圈才能回到起点 。