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裂变问题分析

2011年01月07日 ⁄ 综合 ⁄ 共 686字 ⁄ 字号 评论关闭

问题:一个瓶子放一个细菌,细菌一分钟裂变一次,1260分钟后瓶子就满了,问给这个瓶子里放两个细菌裂变后要多久瓶子会满?

首先我们用猜的,不是30就是59,不可能是其他的答案,如果让我从3059中选一个答案,那我肯定选59,不可能30吧,会这么弱智吗,没错答案就是59

现在我们用数学公式来证明。根据题目我们知道瓶子装满时细菌的数量为2^60,假设N分钟后瓶子满,那么我们得到2*2^N=2^601+N=60,从而得出N=59

是的就这么简单,还有更简单的呢。1个细菌裂变成2个细菌用时1分钟,1个细菌裂变让瓶子满的时间是60分钟,那么2个细菌让瓶子满的时间=1个细菌裂变让瓶子满的时间-1个细菌裂变成2个细菌的时间=60-1=59

 

从上面的那个等式我们可以得出:N个细菌让瓶子满的时间=1个细菌裂变让瓶子满的时间-1个细菌裂变成N个细菌的时间

有了这个等式我们就很容易知道往瓶子里面放N个细菌多就会满了,4个细菌的时间为58,8个细菌的时间是57,16个细菌的时间,同样的,5,6,7的时间都是58分钟,因为8个细菌刚好要57分钟,所以我们很容易知道往瓶子里任意放1~2^N个细菌让瓶子满的时间为60-logN

 

从上面那个等式可以看出:用时和细菌是12,还是13,或是1N,没有多大关系,有关系的是1个细菌变成N个细菌所需的时间。所以上面那个等式适用于裂变是1N的情况。

问题扩展:题目基本不改,只是将细菌12改成1个细菌生出2个细菌,就变成了鸡生蛋的问题了,其实就是13

 

作者:陈太汉

 

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