椅子放置问题

longde

椅子放置问题
0 U$ i% A; J/ z
( p/ M' o5 p/ m! }( O  s把椅子往不平的地面上一放，通常只有三只脚着地，放不稳，然而只要稍挪动几次，就可以四脚着地，放稳了.下面用数学语言证明.

1 X3 K6 K7 k# y一、        模型假设
对椅子和地面都要作一些必要的假设：
! }# L" y9 {6 _- G" S; {1.        椅子四条腿一样长，椅脚与地面接触可视为一个点，四脚的连线呈正方形.
& N% t3 _* h8 R( V& k( k2.        地面高度是连续变化的，沿任何方向都不会出现间断（没有像台阶那样的情况），即地面可视为数学上的连续曲面.
3.        对于椅脚的间距和椅脚的长度而言，地面是相对平坦的，使椅子在任何位置至少有三只脚同时着地.

二、模型建立
中心问题是数学语言表示四只脚同时着地的条件、结论.
( P, o  c/ @3 H) y$ C首先用变量表示椅子的位置，由于椅脚的连线呈正方形，以中心为对称点，正方形绕中心的旋转正好代表了椅子的位置的改变，于是可以用旋转角度 这一变量来表示椅子的位置.
2 J: f' o! L9 `3 P其次要把椅脚着地用数学符号表示出来，如果用某个变量表示椅脚与地面的竖直距离，当这个距离为0时，表示椅脚着地了.椅子要挪动位置说明这个距离是位置变量的函数.
由于正方形的中心对称性，只要设两个距离函数就行了，记A、C两脚与地面距离之和为 ，B、D两脚与地面距离之和为 ，显然 、 ，由假设2知f、g都是连续函数，再由假设3知 、 至少有一个为0.当 时，不妨设 ，这样改变椅子的位置使四只脚同时着地，就归结为如下命题：
" ~8 W6 u; p/ i命题  已知 、 是 的连续函数，对任意 ， * =0，且 ，则存在 ，使 .  
      
三、模型求解
' c; N3 h8 q- y  d5 s, c将椅子旋转 ，对角线AC和BD互换，由 可知 .令 ，则 ，由f、g的连续性知h也是连续函数，由零点定理，必存在 使 ， ，由 ，所以 .

* O. d$ z& z: [/ s, T9 p四、评   注
" ]6 Y! w2 X- V0 x* Q    模型巧妙在于用一元变量 表示椅子的位置，用 的两个函数表示椅子四脚与地面的距离.利用正方形的中心对称性及旋转 并不是本质的，同学们可以考虑四脚呈长方形的情形.

. w" f# v6 o. m2 E+ U: c

木__易

这是数学模型那本书的前言里面的例子好像