三角形什么时候像圆?

本周的小提琴手是关于“半径”的广义概念。

对于半径为$r$的圆,其面积为$\pir^2$,周长为$2\pir$。如果你对面积公式对$r$求导,你就得到了周长公式!让我们定义术语“微分半径”。具有面积$a$和周长$P$的形状的微分半径$r$($r$的两个函数)具有$dA/dr=P$的属性。(请注意,$A$总是以$r^2$缩放,$P$总是以$r$缩放。)

例如,考虑边长为$s$的正方形。其微分半径为$r=s/2$。广场的面积为$s^2$或$4r^2$,周长为$4s$或$8r$。果然,$dA/dr=d(4r^2)/dr=8r=P$。边长为s的等边三角形的微分半径是多少?

额外学分:
边长为$a$和$b$的矩形的微分半径是多少?

我的解决方案:
[显示解决方案]

平铺正方形

本周的小提琴手是用较小的正方形平铺正方形。

假设你有无限多的3×3厘米瓷砖和无限多的5×5厘米瓷砖。您希望使用其中一些瓷砖精确覆盖边长为整数厘米的正方形。瓷砖不能重叠,必须完全覆盖较大的正方形,而不超出其边界。这个较大的正方形的最小边长是多少,这样可以用至少一块3×3的瓷砖和至少一块5×5的瓷砖精确覆盖?

额外学分:
这一次,对于边长大于1厘米的每一个奇数整数(以厘米为单位),你有无限多的方形瓷砖。换句话说,你有无穷多的3×3厘米瓷砖,无穷多的5×5厘米瓷砖,无限多的7×7厘米瓷砖,等等。您希望使用一个或多个这些平铺来精确覆盖边长为$N$cm的正方形,其中$N$是一个整数。同样,瓷砖不能重叠,它们必须完全覆盖更大的方形,而不超出其边界。此任务不可能执行的最大整数N是多少?

我的解决方案:
[显示解决方案]

Showcase决战

本周的小提琴手是基于游戏节目《the Price is Right》中的“Showcase Showdown”。

假设我们有一些球员。玩家A是第一个旋转巨轮的人,它会吐出一个随机且均匀地选择在0和1之间的实数。所有自旋都是相互独立的。旋转后,A可以继续使用刚获得的数字,也可以再次旋转车轮。如果它们再次旋转,则其指定的数字是两次旋转的总和,只要总和小于或等于1。如果总和超过1,A立即被宣布为失败者。

A完成旋转(无论是一次还是两次)后,B走到轮子旁边。像A一样,他们可以选择旋转一次或两次。如果他们旋转两次,总和超过1,他们同样被宣布为失败者。这将一直持续到所有玩家都完成。谁的价值较大(不超过1),谁就被宣布为优胜者。

假设所有玩家都以最佳方式玩游戏,那么玩家A获胜的可能性有多大?

我的解决方案:
[显示解决方案]

你能把这些数字加多少次?

本周的小提琴手是一个关于反复添加数字的难题。

对于任何以10为基数的正整数$n$,将$f(n)$定义为必须将其数字相加的次数,直到得到一个一位数。例如,$f(23)=1$,因为$2+3=5$是一个一位数。同时,$f(888)=2$,因为$8+8+8=24$是一个两位数,然后将这些数字相加得到$2+4=6$,一个一位数。求最小整数$n$,使$f(n)=4$。

额外学分:对于$1$到$10000$之间的多少个整数$n$,$f(n)=3$?

我的解决方案:
[显示解决方案]

棋盘比赛

本周的小提琴手是一个与物理有着惊人联系的谜题!

一只小蚂蚁正在一个2乘2的棋盘上奔跑,如下图所示,每个较小的正方形的边长为1厘米。蚂蚁从左下黑色正方形的左下角开始,试图到达右上黑色正方形的右上角。蚂蚁在白色方块上的移动速度比在黑色方块上的快。白色方块上的速度为每分钟1厘米,而黑色方块上的转速为每分钟0.9厘米。蚂蚁到达终点所需的最少时间是多少?

额外学分:相反,该板现在是8乘8,如下所示。

我的解决方案:
[显示解决方案]

煎饼比赛

本周的小提琴手是一个关于尽快回家的逻辑难题。

爱丽丝、鲍勃和凯莉一起出发,以不同的恒定速度回家。一旦三个人都回家了,他们就可以吃煎饼了!爱丽丝10分钟就能走回家,鲍伯20分钟就能走,凯莉30分钟就能走。幸运的是,他们中的任何人都可以背着其他人,而不会降低自己的行走速度。假设他们可以接起某人,放下某人,并立即改变方向。他们吃煎饼最快的速度是什么?

额外学分
现在有第四个:迪。迪是最慢的,步行回家需要60分钟。和以前一样,任何人都可以带其他人,在每个人都回家之前,他们不会吃煎饼。这种情况发生的最快速度是什么?

我的解决方案:
[显示解决方案]

地牢大师骰子

本周的小提琴手是一个关于掷骰子游戏的概率问题。

两个人一起坐在桌子旁,每个人都拿着自己的一袋六个“DnD骰子”:一个d4,一个d6,一个d8,一个d10,一个D22和一个d20。这里,“dX”是指具有X个面的模具,从1到X编号,每个面都具有相同的滚动概率。两人从各自的袋子里随机挑选一个骰子,然后同时滚动。例如,假设选择的两个骰子是一个d4和一个d12。球员们掷骰子,我们进一步假设两个骰子都是3。真幸运!发生这种事情的概率是多少?也就是说,无论他们是否碰巧选择了相同的骰子,两个玩家掷相同数字的概率是多少?

额外学分
现在假设有三个人,而不是两个人坐在桌子旁。再次,三个人从各自的袋子里随机挑选一个骰子,并同时掷骰子。例如,假设选择的三个骰子是d4、d20和d12。玩家将其滚动,我们进一步假设d4显示为4,d20显示为13,d12显示为4。在这种情况下,在三个辊中有两个不同的数字(4和13)。平均而言,你预计在这三卷中会看到多少不同的数字?

我的解决方案:
[显示解决方案]

不要发火

本周的小提琴手是一个关于造币游戏的概率问题。

凯尔和朱利安正在玩一个游戏,他们各自掷自己的硬币。在游戏的每一回合中,两名玩家都会掷一次自己的硬币。如果在任何一点上,凯尔最近的三次投掷是“尾巴”、“尾巴”和“脑袋”(即TTH),那么他就赢了。如果在任何一点上,朱利安最近的三次投掷是“尾巴”、“尾巴”和“尾巴”(即TTT),那么他就赢了。

然而,两名球员不可能同时获胜。如果凯尔在朱利安获得TTT的同时获得TTH,那么没有人赢,他们继续翻腾。记住,他们不会完全重新开始,也不会抹去自己的历史——他们只是继续翻筋斗,这样他们中的一个就可以在下一个或两个筋斗中取胜。

凯尔赢得这场比赛的概率是多少?

额外学分
凯尔和朱利安在八张不同的纸片上写下三次抛硬币(HHH、HHT、HTH、THH、HTT、THT、TTH和TTT)的所有八个可能的顺序。他们把这些纸条放进帽子里,摇晃它。

他们将从帽子中随机抽出纸条,在这一点上,他们将玩与前面描述的相同的游戏,但要寻找他们各自选择的纸条上指定的顺序。凯尔先画,然后看了看他的纸条。在做了一些计算后,他说:“好吧,在这一点上,这是一场尽可能公平的比赛。”

凯尔可能画了哪些纸条?在这一点上(即朱利安选择自己的纸条之前),他获胜的可能性有多大?

我的解决方案:
[显示解决方案]

最有可能的垄断广场

本周的小提琴手是关于在棋盘游戏《大富翁》中掷骰子的。

我们有一块方板,周围有40个单独的空格,编号从0到39。所有玩家从0格开始(类似于大富翁中的“围棋”方块),掷一对骰子以确定他们每回合前进多少格。然而,与垄断不同的是,没有其他方式可以在董事会上取得进展(即,没有“机会”、“公益金”、“入狱”等)。在第一次绕板传球时,球员最有可能在某一点(即,不一定是在第一次或最后一次掷骰时,而是在任何掷骰次数之后)在1到39之间的哪一个空格着陆?

额外学分
方形板每侧有10个空间。第一侧具有空间0至9,第二侧具有空间10至19,第三侧具有空间20至29,第四侧具有空间30至39。因为你在掷两个骰子,所以你不可能在绕板的第一次传球中降落在1号空间。董事会第一面的其他几个位置也不太可能出现。把板的第一面放在一边,球员在第一次传球时,最不可能在10到39之间的某个位置着陆?(另一个问题:如果你一次掷三个骰子而不是两个,会怎么样?)

我的解决方案:
[显示解决方案]

随机挑选一位演讲者

本周的小提琴手是关于随机选择一位演讲者。要多长时间?

有三位候选人想要担任议长。该党所有221名成员从候选人中随机挑选进行投票。如果一名候选人获得大多数选票,他们将成为下一位议长。否则,得票最少的候选人将被淘汰,并用少一名候选人重复该过程。如果两个或两个以上的候选人获得相同的最少票数,则其中一个候选人将被随机淘汰。选择一个新的演讲者所需的平均轮数是多少?

额外学分
如果有10名候选人竞选议长怎么办?

我的解决方案:
[显示解决方案]