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纸张对折模型一、问题提出在现实生活中,如果有人问你:一张纸最多可以对折多少次呢?或许你会脱口而出10次,20次,甚至是多次,但究竟多少次才是正确的答案呢?今天,就让我们来看看一张纸最多可以对折多少次?二、模型假设1.假设所研究的这张纸足够大;2.假设所研究的这张纸的厚度足够小;3.假设对折这张纸的是人,而不是机器。4.假设这张纸为正方形。三、 符号说明1.这张纸的边长为,所以面积为=;2.这张纸的厚度为;3.对折次后,纸的面积变为;四、问题分析分析对一张纸对折的情况:当第一次对折时,纸的面积变成原来的1/2,即1/2,边长成了;当第二次对折时,纸的面积变成上一次面积的1/2,即,边长成了,;当第三次对折时,纸的面积又变成上一次面积的1/2,即,边长成了,;依此类推,当对折次数为时,纸的面积变成原来面积的,边长成了。由相关知识知:如果纸张的厚度为零,可以进行无数次对折,但是,由于纸张实际厚度的存在,这种理论就不存在,因为对折后纸张的宽度不能小于等于纸张的厚度,也就是说一张厚度为0.1的纸,对折后纸张的宽度应大于0.1。当折叠次数n为偶数次时,折叠边长为l/(2(0.5*n),厚度变为2n*h,由相关理论知识可知:当满足n2/3*(log2(l/h)-1)时无法折叠,根据一般的纸张的状况,厚度大约为0.1,边长为1时,根据以上公式,可以得出n8.1918时无法折叠,又每次对折后的实际大小都要减去对折边的厚度损失,如果不是对折,而是裁开的话这个损失就没了,所以,这意味着对于厚度大约为0.1,边长为1的正方形纸,只能折叠8次左右。再考虑一下更大的纸张,厚度不变,边长为1时,根据以上的公式,可以得出n14.8357时无法折叠,即只能折叠14次。因此,对于能折几次与l/h的值有关,如果l/h为无限大,它的对数也为无限大,自然可折叠的次数也为无限大。所以,一张纸最多能对折多少次实际是一个变数,它取决于纸张的实际厚度与大小。 综上分析,对此问题,本文采用指数函数来解决。五、 模型建立与求解首先,利用指数函数的知识建立本文的模型,如下: (式1)根据问题分析的思想,利用7.5编程序如下:clc;disp(纸张的边长am )a=input(=)disp(原来的纸张面积s )s=a2disp(纸张对折次数n )n=input(=)disp(纸张对折n次后的面积Sm2)S=1/(2n)*a2disp(纸张的边长变为A )A=sqrt(S)disp(纸张厚度 hmm )h=input(h=)(1)假设边长为1,厚度为,对折次数为8运行结果:纸张的边长am=1a = 1原来的纸张面积ss = 1纸张对折次数n=8n = 8纸张对折n次后的面积Sm2S = 0.0039纸张的边长变为AA = 0.0625纸张的厚度hmmh=0.1h = 0.1000(2)假设边长为1,厚度为,对折次数为7运行结果:纸张的边长am=1a = 1原来的纸张面积ss = 1纸张对折次数n=7n = 7纸张对折n次后的面积Sm2S = 0.0078纸张的边长变为AA = 0.0884纸张的厚度hmmh=0.1h =0.1000(3)再假设纸张的边长为1,厚度还是为0.1时,对折次数为14运行结果:纸张的边长akm=1a = 1原来的纸张面积ss = 1纸张对折次数n=14n = 14纸张对折n次后的面积Skm2S = 6.1035e-005纸张的边长变为AA = 0.0078纸张的厚度hmmh=0.1h = 0.1000(4)再假设纸张的边长为1,厚度还是为0.1时,对折次数为7运行结果:纸张的边长akm=1a = 1原来的纸张面积ss = 1纸张对折次数n=7n = 7纸张对折n次后的面积Skm2S = 0.0078纸张的边长变为AA = 0.0884纸张的厚度hmmh=0.1h = 0.1000由问题分析可知:纸张对折后纸张的宽度不能小于等于纸张的厚度,由以上运行结果可知,当对折次数为8获14次时,边长远远小于0.1,当对折次数为7时,边长变为0.0884,这个结果比较接近0.1,所以说,不管对于多大的纸张,纸张最多勉强只可以对折的次数为7。
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