猴子搬香蕉问题
一个小猴子有100根香蕉,它要走过50米才能到家,每次它最多搬50根香蕉,而且每走1米就要吃掉一根香蕉,请问它最多能把多少根香蕉搬到家里?
参考答案:
把问题简化成走最短的路,背更多的水果。但路和水果之间有限制。
题目已经限制,猴子最多背50,我们计算其消耗仅剩下50根的米处。
假设猴子第一次背了50根,走了X米,在回来搬第2个50根,就有:
- 100-3X —— 剩下的香蕉数(先走X,往反2X)
- 50-X —— 剩下的米处
问题就明白了:
- (100-3X)-(50-X)=50-2X —— 回到家时的香蕉数
问题就简化为在条件: (100-3X)<=50的情况下,求(50-2X)的最大值。
得到: X=17时, 50-2X 的最大值是 16
所以是16根
题目要点:
答题思路:
理解问题:
- 首先,明确问题的所有条件和限制:猴子有100根香蕉,需要走过50米到家,每次最多搬50根,每走1米吃掉1根。
- 确定目标:最大化猴子搬回家的香蕉数量。
策略分析:
- 考虑到猴子每次搬运都会消耗体力(即走的路程)和香蕉,因此需要制定一个策略来平衡这两者的关系。
- 显然,直接搬运50根到50米处并不可行,因为到那时香蕉会全部被吃掉。
- 引入“中间点”的概念:猴子可以先搬运一部分到某个中间点,然后返回取剩下的部分,最后再一起搬运回家。
数学建模:
- 设中间点为X米处(0 < X < 50)。
- 第一次搬运:猴子搬运50根到X米处,吃掉X根,剩下50-X根在X米处。
- 返回:猴子返回出发点,吃掉X根,此时还剩下100-2X根香蕉可以搬运。
- 第二次搬运:猴子搬运剩下的100-2X根中的50根(或更少,如果100-2X小于50)到X米处,与第一次留下的香蕉合并,并在此过程中吃掉X根。
- 回家:猴子带着合并后的香蕉(不超过50根)继续走到家,吃掉剩余的路程(50-X米)对应的香蕉数。