免责声明
博主仅为大三计算机学生,并无高代、数分等数学专业知识,数学水平仅仅停留在考研数一的水平。

因此本文在力求内容表述浅显易懂到初高中学生也能听懂的同时,可能造成内容表述不够严谨的情况,请见谅。
题面描述
在某六字游戏中,有一个经典的“十盒半价”问题:
具体而言是买茶叶: style="color:#1e1c0d">3盒 style="color:#1e1c0d">9 style="color:#1e1c0d">折, style="color:#1e1c0d">4 style="color:#1e1c0d">盒 style="color:#1e1c0d">8 style="color:#1e1c0d">折, style="color:#1e1c0d">10 style="color:#1e1c0d">盒半价(5折)
那么兹白小姐姐开启超算模式,看到了一个数学规律,从而推出来了一个逆天结论:21盒0折。
/>
建模分析
差后等差数列
那么兹白的思路是什么呢?我们来看看原话:
/>
她是看成了两个数列:
/>
/>
然后“假设间隔的差相等”,也就是她做了一个假设——数列的差是等差的,即差后等差(高中)。
/>
所以可以求出a4:
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与此同时,另外一边......
/>
/>
也就是说,n=4时,b4恰好为0,而此时a4=21,这样就得到了所谓的21盒免费,再后面老板倒贴的情况。
函数拟合
那么还有另一种解释方法:
已知三个点(1,3)(2,4)(3,10),那么可以确定x关于n的二次函数解析式:
/>
同理已知三个点(1,9)(2,8)(3,5),那么可以确定y关于n的解析式
/>
那么n=4是解得x=21,y=0。
和先前结论一致。
在这里为什么能够确定一个二次函数的解析式呢?因为三个不共线的点,通过待定系数法(初中)可以确定唯一的一条二次函数,但是无法确定更高阶的。
如果深入探讨这个问题那就要说到线性代数的秩这一块了。
y与x的关系
我们从整体上看,现在已经得到了x和y关于n的参数方程x(n),y(n)。
那么稍微变一下形:
/>
/>
那么现在我们就可以尝试把t消掉(在这里可能要经过非常非常庞大的计算!),得到:
/>
这是一个什么曲线?
如果对数学非常敏感你可能就看出来了:这是一条经过旋转后的抛物线,所以它的图像长这样:
/>
如果你会线性代数的二次型,那么这里应该就可以通过正交变换可以消去交叉项(紫皮书线代第五章二次型),从而将方程化为标准抛物线形式,但是笔者很菜,忘完了。
那么y与x的关系,也就是打多少折与买多少盒的关系,也就一目了然了。
Code
importnumpy
verticalalignment='bottom',
horizontalalignment='right')
plt.axhline(y=10,color='#953984',linestyle='--',linewidth=2,label='y=10')
plt.axhline(y=0,color='#953984',linestyle='--',linewidth=2,label='y=10')
Curve
plt.show()
问题假设
那么回到问题本身,为什么21盒0价是不对的?大家都可能知道,但很少人说得到点子上。
如果你是商贩,你就要被白马仙人占便宜了(滑稽)!
因为兹白做了一个很重要的假设:买的盒数和打的折扣都是差后等差数列变化,或者说整个数量关系成呈二次函数变化,这两个说法实质是一样的。
但是:
/>1.怎么我们通过三个点,我们就默认存在了一个光滑的规律,并且把它延伸到第四项?
/>2.而且拟合为什么就恰好是二次函数,而并非三次甚至更高次?
所以说,这一步但在现实里,是一个很强的数学建模假设。
如果这个假设不成立,那“21盒免费”就只是模型里的结果,而不是现实里的结论。
或者说,正是因为现实生活中没办法打0折甚至打负折,所以说假设不成立,通过错误的假设得出来的所有数学结果那都是扯淡了。
后记
突然发现这是我的第100篇博客,写了这么一篇特殊的文章,也算是冥冥中的天意了吧。
我前面的文章主要是梳理计算机科班生的书面知识,而不是所谓的技术博主。
我知道自己在这方面仍是小白,并且觉得CSDN上讨论的大部分东西我都是几乎看不懂的状态,也因此无比羡慕那些能够自学技术的朋友的自驱力。
或者说,我开始迷茫于现在这两年多所做的一切努力,是否入了计算机的门,是否能最终找到好的工作,我完全不知道这些,也隐隐有了放弃的念头。
自以为数学好对它有兴趣,但实际上不会分析,自以为是计科科班生,却从未参与工程项目,真的啥也不是了。
只有个聊以**的事:谁知道下一天甚至下个月,我的思想有没有改变呢?
人尽力之后,剩下的只能交给时间。


