5.5米长的竹竿,能否通过高4米宽3米的门,要求你认真思考,给出原理和答案。
Creato il: 11 febbraio 2025
Risposto usando O3 Mini High da Chat01
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5.5米长的竹竿,能否通过高4米宽3米的门,要求你认真思考,给出原理和答案。
我们先注意到门的尺寸为宽3米、 高4米,其对角线长度为
如果我们仅在门平面内旋转竹竿(即使竹竿始终平行于门面),最长能放进门内的竹竿长度也只能是5米(沿对角线方向摆放)。因此,5.5米长的竹竿显然不能“平铺”进门。
不过,问题允许我们在三维空间内操作,也就是说可以让竹竿不完全平行于门面。设竹竿的长度为 米,在过门的关键时刻,我们可以把竹竿倾斜,使得它与门面的法线(垂直于门面的方向)成角 ;此时,竹竿在门平面上的正交投影长度为
为了能将这根竹竿穿过门,这个投影必须放进门的开口内,而一个任意长度为 的线段能放入一个长为3米、宽为4米的矩形内的充分必要条件是
也就是说,我们需要
解此不等式得
显然,存在 满足这一条件(例如取 )。在这种情况下,竹竿在门面上的投影恰好不超过5米,而且我们还可以适当旋转竹竿,使得这5米的投影正好沿着门的对角线方向摆放。
因此,虽然5.5米长的竹竿若直接在门平面内放置会显得过长,但通过在三维空间中倾斜和旋转,其在门面上的“宽度”可以缩短到不超过5米,从而顺利通过高4米、宽3米的门。
答案: 可以。