什么是植树问题(植木算)?
植树问题在日本小学数学中被称为"植木算"(uekizan),它要求你把若干物体沿着一段距离等间隔排列,再算出它们之间的间距。这类题目最经典的"坑",就是物体数量和间隔数量之间总会差一个。其实,中国小学奥数里的"植树问题"和它如出一辙。这个工具帮你搞定每一种题型背后通用的计算逻辑。
使用方法
输入两个端点之间的总距离(比如两栋楼之间的距离)、你打算种的树木数量,再选择排列方式。计算器就会给出间隔数(也就是"段数")以及相邻两棵树之间的间距(单位:米)。
公式详解
间距其实很简单,就是总长度除以间隔数。真正会变的是间隔数,它取决于排列方式:两端都种树时,间隔数为 \(N - 1\);只种一端或者首尾相连的环形,间隔数为 \(N\);两端都不种时,间隔数为 \(N + 1\)。选错了排列方式,正是大家最容易犯的错误。
$$\text{间距} = \frac{\text{总距离}}{\text{树木数量} - 1}$$
例题演示
假设 A 楼和 B 楼之间的距离是 100 米,你要种 11 棵树,并且两端各种一棵。因为两端都种了树,所以间隔数是 \(11 - 1 = 10\)。间距就是 \(100 \div 10 = 10\) 米。很多人会直接用 \(100 \div 11\),得出大约 9.09 米——这就错了。
常见问题
为什么两端都种树要减一?因为两个端点上各站着一棵树,那么 \(N\) 棵树之间就只有 \(N - 1\) 段间隔。
圆形的池塘怎么算?在首尾相连的环形上,最后一棵树会绕回到第一棵,所以间隔数和树木数量相等:\(\text{间距} = \dfrac{\text{周长}}{N}\)。
可以输入半棵树吗?不行。树木数量会取整为整数,因为你没法种半棵树。