昌海提出了一个改头换面的运煤问题:
用万吨列车运煤,每次可运1万吨,每行驶1公里耗煤1吨,起点共有x万吨煤,请问最远可将煤(数量不计,大于0即可)运到哪里?并求x→∞的渐进形式。
下面探讨一下这个问题的解答。
因煤炭数量可能是一般的实数,故记号从N换成x.
显然上述问题实际上就是求火车最远可以跑多远。
设x=n+a,其中n为整数,0<a<=1.
则火车最远可以跑的距离为
s(x)=1+1/3+1/5+1/7+...+1/(2n-1)+a/(2n+1).
若x-->无穷大,则 s(x) 渐进于 [log x]/2. 其中log为自然对数。
火车如此运输:
设开始的时候,火车和煤炭都在0点,火车往右跑。
第一步:火车将全部煤炭运到a/(2n+1)点,往返总共(2n+1)次,消耗煤炭量为a,于是此时在a/(2n+1)点处的煤炭总共为n,火车也在此点。
注意:从0点到a/(2n+1)点,火车的一个来回,算2次,或者2趟。
第二步:火车将全部煤炭再往右运输1/(2n-1)个单位距离,即煤炭全部集中在a/(2n+1)+1/(2n-1)点,总共往返(2n-1)次,在此点剩余煤炭为(n-1).
第三步:火车将全部煤炭再往右运输1/(2n-3)个单位距离,总共往返(2n-3)次,剩余煤炭(n-2).
如此反复继续下去即可。最后火车离开原来的位置就是将上述数字相加。