题目21:猴子吃桃问题:猴子第一天摘下若干个桃子,当即吃了一半,还不瘾,又多吃了一个。 第二天早上又将剩下的桃子吃掉一半,又多吃了一个。以后每天早上都吃了前一天剩下 的一半零一个。

本文通过递归计算揭秘了一只猴子如何从第十天仅剩一个桃子逆推出第一天摘取的数量,展现了数学趣味与递归算法的应用。

题目:

猴子吃桃问题:猴子第一天摘下若干个桃子,当即吃了一半,还不瘾,又多吃了一个。第二天早上又将剩下的桃子吃掉一半,又多吃了一个。以后每天早上都吃了前一天剩下的一半零一个。到第 10 天早上想再吃时,见只剩下一个桃子了。求第一天共摘了多少。

代码:

# 已知第十天剩下的桃子,从后往前推断,求出第一天摘的桃子数量
peach_remained = 1
for day in range(9, 0, -1):
    peach_remained = (peach_remained+1)*2
print(f'第一天一共摘了{peach_remained}个桃子')

运行结果:

猴子问题一个典型的递推问题,可以通过逆向思维或编程脚本进行求解。题目描述为:猴子每天吃掉前一天剩下桃子一半一个,第10天只剩下一个桃子,求第一天摘了少个桃子。 --- ### 逆向递推法 设第 $ n $ 天剩余桃子数为 $ T_n $。已知第10剩下1个桃子,即 $ T_{10} = 1 $。根据题意,猴子每天吃掉桃子数为前一天剩余的一半一个,即: $$ T_{n-1} = (T_n + 1) \times 2 $$ 通过从第10天逆向推导,可计算出第1天的桃子数: $$ T_9 = (T_{10} + 1) \times 2 = (1 + 1) \times 2 = 4 $$ $$ T_8 = (T_9 + 1) \times 2 = (4 + 1) \times 2 = 10 $$ $$ T_7 = (T_8 + 1) \times 2 = (10 + 1) \times 2 = 22 $$ $$ T_6 = (T_7 + 1) \times 2 = (22 + 1) \times 2 = 46 $$ $$ T_5 = (T_6 + 1) \times 2 = (46 + 1) \times 2 = 94 $$ $$ T_4 = (T_5 + 1) \times 2 = (94 + 1) \times 2 = 190 $$ $$ T_3 = (T_4 + 1) \times 2 = (190 + 1) \times 2 = 382 $$ $$ T_2 = (T_3 + 1) \times 2 = (382 + 1) \times 2 = 766 $$ $$ T_1 = (T_2 + 1) \times 2 = (766 + 1) \times 2 = 1534 $$ 因此,第一天摘了 $ 1534 $ 个桃子。 --- ### Python 编程解法 使用 Python 可以通过循环结构从第10天反推第1天的桃子数量,代码如下: ```python def compute_peaches(days): peaches = 1 # 第10天只剩下一个桃子 for _ in range(days - 1): peaches = (peaches + 1) * 2 return peaches result = compute_peaches(10) print(f"第一天总共摘了 {result} 个桃子") ``` 运行该代码后输出: ``` 第一天总共摘了 1534 个桃子 ``` --- ### Shell 脚本解法 Shell 脚本也可用于解决该问题,脚本如下: ```bash #!/bin/bash days=10 peaches=1 for ((i=1; i<days; i++)) do peaches=$(( (peaches + 1) * 2 )) done echo "第一天总共摘了 $peaches 个桃子" ``` 运行脚本后输出: ``` 第一天总共摘了 1534 个桃子 ``` --- ### 验证逻辑 可以通过正向验证确认答案是否正确: - 第一天有 1534 个桃子 - 每天吃掉前一天桃子一半一个,依次递减 - 第十天剩余桃子数应为 1 验证结果符合题目条件,答案正确。 ---
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