试解狗追兔子问题


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送交者: year2226 于 2010-03-11, 21:13:23:

根据cktears的建议,在"兔子系"中求解。设原点在兔子身上,狗的初始位置是(w,0)。设兔子速度为u,狗相对于兔子匀速,速度为v。定义狗足迹的矢径为

\vec{r}=re^{i\theta}

则速度为

\frac{d\vec{r}}{dt}=\frac{dr}{dt}\hat{r} + r
\frac{d\theta}{dt}\hat{\theta}

容易得到径向和角向速度分别为

\frac{dr}{dt}=u\sin\theta-v

r\frac{d\theta}{dt}=u\cos\theta

消去d\theta,有

\frac{dr}{r}=(\tan\theta-\frac{v}{u}\frac{1}{\cos\theta})d\theta\\

查积分表可得

r=\frac{w}{\cos\theta}(\frac{\cos\theta}{1+\sin\theta})^{\frac{v}{u}}




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