Math Problem Statement
厚さ0.05mmの紙を何回折れば月に届く?
Solution
この問題は指数関数の成長を考える面白い例です。月までの距離は約38万km(= 380,000,000m)とします。紙を折るたびに、その厚さは2倍になります。この問題は次のように解けます。
1. 初期条件と目標
- 紙の初期の厚さ:
- 月までの距離:
折りたたむたびに厚さは倍になるので、厚さは以下のように増加します: ここで、 m、は折る回数、は回折った後の厚さです。
目標は次の条件を満たす最小のを見つけることです:
2. 方程式を解く
方程式を整理します: 右辺を計算します: したがって、方程式は
両辺の対数をとります(底は2):
3. の計算
は次の式で計算できます: ここで、を計算します: また、なので:
したがって、です。
4. 答え
紙を43回折れば月に届くことがわかります。
補足
現実では、紙を43回折るのは物理的にほぼ不可能です。紙が厚くなりすぎて折ることができなくなるためです。しかし、数学的には可能です。
追加質問と1つのヒント
- 指数関数の成長について詳しく知りたいですか?
- 他の距離(例: 太陽まで)では何回折る必要がありますか?
- 紙の厚さが異なる場合、どう影響しますか?
- 対数関数の性質を知りたいですか?
- 実際に紙を何回折れるかについて物理的な制約を学びたいですか?
ヒント: 対数関数は、急激に増加する値を簡潔に表現するのに便利です。
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Math Problem Analysis
Mathematical Concepts
Exponential Growth
Logarithms
Formulas
t_n = t_0 * 2^n
log2(x) = log10(x) / log10(2)
Theorems
Properties of Exponential Functions
Properties of Logarithms
Suitable Grade Level
Grades 9-12