搬钢琴问题的不全面解答

今天突然想到刚买的琴能不能搬进我的房间,于是就化为图中这个问题:

不失一般性,设直角走廊宽分别为a和b,且a>b. 求能通过这个直角弯的矩形长和宽所满足的条件,较长边为y,较短边为x. 结果最好能在二维平面上表示出来。

乍看简单,算起来很麻烦,貌似还要要到Lagrange橙子⋯⋯

计算思路是假定x,y,a已知,矩形下沿贴在拐角,左上顶点沿着走道外侧,求出右上角的最远端。通过b来约束,反推出x,y的范围。但是由于计算过于复杂,最远端的解析解无法用x,y清楚的表示,更无从反推出x,y的取值范围。于是我目前仅限于x=70cm, y=150cm, a=120cm的情况,计算出b至少需要88cm才能够让这个矩形通过。

以下是解析计算过程,符号有点变化,x–w, y–l, a–y_0:

囧

PS:其实上页这个结果可以几何上简单的导出。我是算完之后验证其意义时发现的

这是在d’Cartesian坐标系下用最直接了当的点线关系解的。 原先用Lagrange乘子法做以为会简单一点,但事实并非如此。把完成了一半的工作贴这里,有兴趣的继续。也许是我选择的坐标不够好,换一套可能会好一点。