一只小虫在单位圆x^2+y^2=1上无休止地做匀速圆周运动爬行

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/04 03:23:36
一只小虫在单位圆x^2+y^2=1上无休止地做匀速圆周运动爬行,假如,小虫从点(1,0)起开始计时,已知每20分钟,小虫爬行一周,问52分30秒时小虫所在点的位置

解:
因为圆的半径是1
所以周长等于2π
因为20分钟爬行一周
所以爬行的速度是2π/20=π/10(单位长度/分钟)
因为20分钟爬行一周,52分30秒÷20分的商是2,余数是12.5分钟
所以最终的位置就是爬行12.5分钟时所处的位置
因为(π/10)*12.5=5π/4
所以12.5分钟时爬行的路程(弧长)是5π/4单位长度
因为弧长为5π/4的弧所对的圆心角等于360*(5π/4)/(2π)=135
所以12.5分钟时小虫位于第二象限(逆时针爬行)弧的中点A或第三象限(顺时针爬行)弧的中点B
因为OA=1,过A作AM⊥X轴,则OM=AM=√2/2
所以A点坐标是A(-√2/2,√2/2)
同样可求出B点坐标是B(-√2/2,-√2/2)
即52分30秒时小虫所在点的位置是A(-√2/2,√2/2)或B(-√2/2,-√2/2)

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小虫爬行的角速度=2π/时间=π/10,
52分30秒=52.5分,角度=(π/10)*52.5=21π/4=4π+5π/4,
即小虫爬行了2周另5π/4,假设小虫是顺时针爬行,则最后的角度为5π/4,
因为圆为单位圆,所以该点的坐标为(cos5π/4,sin5π/4)=(-√2/2,-√2/2)
如果小虫逆时针爬行,坐标为(-√2/2,√2/2)