有一個攔截游戲,如圖1,甲、乙兩名同學分別站在球場左右半場,如果甲跑到乙所在半場的“禁區(qū)”即獲勝,那么乙應該如何攔截?
乙如何攔截需要考慮很多因素,比如甲和乙兩人的速度、奔跑方向、身高、體重、所穿的鞋子服裝、環(huán)境等。我們先從這眾多因素中,舍去一些次要因素,保留主要因素,如速度和奔跑方向。
為了簡化問題,我們假設(shè)甲、乙兩人的速度相同。那么從控制變量的角度看,我們就只需要關(guān)注兩人運動的方向。
如圖2是第一種情況。如果在游戲開始時,甲在點A的位置,乙在點B的位置,兩人關(guān)于分界線對稱,甲想跑到分界線上的點C位置,乙只需同時跑到點C的位置就可以攔截。如圖3,如果甲中途故意拐彎跑到點M的位置,乙按照原來的方向便不能攔截,但是乙可以調(diào)整方向跑到點N(點N與點M關(guān)于分界線對稱)的位置,繼續(xù)保持以這樣的方式攔截,就一定會獲得成功。
如圖4是第二種情況。甲、乙兩人分別在點A與點B的位置,關(guān)于分界線不對稱。我們知道,若點A與點B關(guān)于某條直線軸對稱,對稱軸就是線段AB的垂直平分線,而線段垂直平分線上的點到線段兩端的距離相等,所以只要甲、乙兩人的速度相同,同時啟動,所用時間相同,乙都可以在垂直平分線上某一點攔截住甲。如圖5,如果甲的路線經(jīng)過垂直平分線上的點C,乙只要也跑到點C的位置就可以攔截甲。如果甲在中途改變路線,乙只要堅持以與甲關(guān)于該垂直平分線對稱的方式應變,總是可以攔截。
由此看來,乙要想在這場比賽中獲得勝利,擁有軸對稱的知識和對不同情況的靈活應變才是最有力的保障。
(作者單位:江蘇省南京市鼓樓實驗中學)