紙對折時產生的凹凸痕跡的規律,能否用公式表達?

時間 2021-05-06 05:15:45

1樓:

既然最高的票給出了遞推和圖形,我就借花獻佛,上一段python海龜繪圖吧。

import

turtle

import

time

defplot(a

):turtle

.shape

("turtle"

)turtle

.goto(0

,0)step=10

foriina

:ifi==

1:turtle

.left(90

)turtle

.forward

(step

)else

:turtle

.right(90

)turtle

.forward

(step

)time

.sleep(10

)def

main

():n

=2000a=

[1,]*

nforiin

range(n

):if(i

+1)%

2==0:

a[i]

=a[i

//2]else:if

(i+1

)%4==

1:a[

i]=1

else:if

(i+1

)%4==

3:a[

i]=-1

plot(a

)if__name__

=='__main__'

:main()

2樓:紐澤西管風琴

Mathematica:

用 f 生成摺痕,然後用 AnglePath 作圖.f=Mod[

Numerator

[Range[2

^#-1]

/2^#

],4]-2

&ListLinePlot

@Prepend

[AnglePath[f

[12]Pi

/2],]

3樓:Richard Xu

第2次:凹

第3次:凹凸凹凹

原因很簡單,假定原來的紙是分正反面的:

假如第n次產生了乙個「凹」,那麼第n次之前「凹」兩側的紙一定是正面朝上,那麼第n次之後,「凹」左邊的紙變成正面朝上,「凹」右邊的紙變成反面朝上,第n+1次之後左邊的紙上就會多一道「凹」,右邊的紙上就會多一道「凸」。

假如第n次產生了乙個「凸」,那麼第n次之前「凸」兩側的紙一定是反面朝上,那麼第n次之後,「凸」左邊(觀察者的左邊)的紙是反面朝上,「凸」右邊(觀察者的右邊)的紙是正面朝上,第n+1次之後左邊(觀察者的左邊)的紙上就會多一道「凸」,右邊(觀察者的右邊)的紙上就會多一道「凹」。BUT!因為之前是反面朝上,觀察者的左右和在紙(的正面)上的左右是反的,當我們全部展開之後,仍然是「凸」在紙上的左邊(原來觀察者的右邊)是「凹」,而「凸」在紙上的右邊(原來觀察者的左邊)是「凸」。

(看不懂的請自己折張紙試一下……注意永遠是從右往左折……)

那麼如何表示這種規律呢?

我們假定這是第n次摺紙,我們標記第k個位置為k/2^n,然後將k/2^n化簡為最簡分數p/q,若p模4餘1則第k個位置為「凹」,若p模4餘3則第k個位置為「凸」。

用第3次的作為例子:

1 ==> 1/8 ==> 1/8 ==> 凹

2 ==> 2/8 ==> 1/4 ==> 凹

3 ==> 3/8 ==> 3/8 ==> 凸

4 ==> 4/8 ==> 1/2 ==> 凹

5 ==> 5/8 ==> 5/8 ==> 凹

6 ==> 6/8 ==> 3/4 ==> 凸

7 ==> 7/8 ==> 7/8 ==> 凸

其實這個做法脫胎於下面這個更加「計算機」的做法,我只是把下面這個做法改寫成了和序號相關的做法而已:

構造一棵N層的滿二叉樹,根節點是「凹」,每個左子結點標上「凹」,右子節點標上「凸」,然後做乙個中序遍歷即可,如下圖:

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