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1、 唯思達——唯有思索才能通達! 教師講義
專題一 牛吃草問題趣談
牛吃草問題是經(jīng)典的奧數(shù)題型之一,這里我只介紹一些比較淺顯的牛吃草問題,給大家開拓一下思維,首先,先介紹一下這類問題的背景,大家看知識要點
知識要點
一、定義
偉大的科學(xué)家牛頓著的《普通算術(shù)》一書中有這樣一道題:“12頭牛4周吃牧草3格爾,同樣的牧草,21頭牛9周吃10格爾。問24格爾牧草多少牛吃18周吃完。”(格爾——牧場面積單位),以后人們稱這類問題為“牛頓問題”的牛吃草問題。
這類問題難在哪呢?大家看看它的特點
二、特點
2、在“牛吃草”問題中,因為草每天都在生長,草的數(shù)量在不斷變化,也就是說這類問題的工作總量是不固定的,一直在均勻變化。
難嗎?難什么啊,一點都不難,只要掌握了方法,以后這樣的題就都會了,來,看看這例題
典例評析
例1 牧場上長滿牧草,每天都勻速生長。這片牧場可供27頭牛吃6天或23頭牛吃9天。問可供21頭牛吃幾天?
【分析】這片牧場上的牧草的數(shù)量每天在變化。解題的關(guān)鍵應(yīng)找到不變量——即原來的牧草數(shù)量。因為總草量可以分成兩部分:原有的草與新長出的草。新長出的草雖然在變,但應(yīng)注意到它是勻速生長的,因而這片牧場每天新長出飛草的數(shù)量也是不變的。
從這道題我們看到,草每天在長,牛每天在吃,都是在變
3、化的,但是也有不變的,都是什么不變???草是以勻速生長的,也就是說每天長的草是不變的;,同樣,每天牛吃草的量也是不變的,對吧?這就是我們解題的關(guān)鍵。這里因為未知數(shù)很多,我教大家一種巧妙的設(shè)未知數(shù)的方法,叫做設(shè)“1”法。我們設(shè)牛每天吃草的數(shù)量為1份,具體1份是多少我們不知道,也不用管它,設(shè)草每天增長的數(shù)量是a份,設(shè)原來的草的數(shù)量為b份,那么我們可以列方程了:27*6=b+6a;23*9=b+9a
【思考1】一片草地,每天都勻速長出青草,如果可供24頭牛吃6天,或20頭牛吃10天,那么可供18頭牛吃幾天?
15天.設(shè)1頭牛1天吃的草為1份。則每天新生的草量是(20×10-24×6)÷
(10-
4、6)=14份,原來的草量是(24-14)×6=60份。可供18頭牛吃60÷(18-14)=15天
例2 因天氣寒冷,牧場上的草不僅不生長,反而每天以均勻的速度在減少。已知牧場上的草可供33頭牛吃5天,可供24頭牛吃6天,照此計算,這個牧場可供多少頭牛吃10天?
【分析】與例1不同的是,不但沒有新長出的草,而且原有的草還在勻速減少,但是,我們同樣可以用類似的方法求出每天減少的草量和原來的草的總量
【思考2】由于天氣逐漸變冷,牧場上的草每天以固定的速度在減少,經(jīng)計算,牧場上的草可供20頭牛 吃5天,或可供16頭牛吃6天。那么,可供11頭牛吃幾天?
8天,設(shè)一頭牛一天吃的草量為一份。牧場每天
5、減少的草量:(20×5-16×6)÷(6-5)=4份,原來的草量:(20+4)× 5=120份,可供11頭牛吃120÷(11+4)=8天。
總結(jié):想辦法從變化中找到不變的量。牧場上原有的草是不變的,新長出的草雖然在變化,但是因為是勻速生長,所以每天新長出的草量也是不變的。正確計算草地上原有的草及每天新長出的草,問題就會迎刃而解。
知識衍變
牛吃草基本問題就先介紹到這,希望大家掌握這種方法,以后出現(xiàn)樣吃草問題,驢吃草問題也知道怎么做,甚至,以下這些問題都可以應(yīng)用牛吃草問題解決方法
例3 自動扶梯以均勻速度由下往上行駛,小明和小麗從扶梯上樓,已知小明每分鐘走25級臺階,小麗每分鐘走20級臺
6、階,結(jié)果小明用了5分鐘,小麗用了6分鐘分別到達樓上。該扶梯共有多少級臺階?
【分析】在這道題中,“總的草量”變成了“扶梯的臺階總級數(shù)”,“草”變成了“臺階”,“?!弊兂闪恕八俣取?所以也可以看成是“牛吃草”問題來解答。
【思考3】兩只蝸牛同時從一口井的井頂爬向井底。白天往下爬,兩只蝸牛的爬行速度是不同的,一只每天爬行20分米,另一只每天爬行15分米。黑夜往下滑,兩只蝸?;械乃俣葏s是相同的,結(jié)果一只蝸牛恰好用了5個晝夜到達井底,另一只恰好用了6個晝夜到達井底。那么,井深多少米?
大家說這里什么是牛?什么是草?都什么是不變的?
15米。
蝸牛每夜下降:(20×5-15×6)÷(6-5)
7、=10分米
所以井深:(20+10)×5=150分米=15米
例4 一條船有一個漏洞,水以均勻的速度漏進船內(nèi),待發(fā)現(xiàn)時船艙內(nèi)已進了一些水。如果用12人舀水,3小時舀完。如果只有5個人舀水,要10小時才能舀完?,F(xiàn)在要想在2小時舀完,需要多少人?
【分析】典型的“牛吃草”問題,找出“牛”和“草”是解題的關(guān)鍵
【思考4】一個水池,池底有泉水不斷涌出,用10部抽水機20小時可以把水抽干,用15部相同的抽水機10小時可把水抽干。那么用25部這樣的抽水機多少小時可以把水抽干?
5小時。設(shè)一臺抽水機一小時抽水一份。則每小時涌出的水量是:(20×10-15×10)÷(20-10)=5份,池內(nèi)原有的水
8、是:(10-5)×20=100份.所以,用25部抽水機需要:100÷(25-5)=5小時
思維拓展
例5 有一牧場長滿牧草,牧草每天勻速生長,這個牧場可供17頭牛吃30天,可供19頭牛吃24天,現(xiàn)在有若干頭牛在吃草,6天后,4頭牛死亡,余下的牛吃了2天將草吃完,問原來有牛多少頭?
【分析】“牛吃草”問題的特點是隨時間的增長,所研究的量也等量地增加。解答時,要抓住這個關(guān)鍵問題,也就是要求出原來的量和每天增加的量各是多少。
【思考5】一個牧場上的青草每天都勻速生長。這片青草可供27頭牛吃6天,或供23頭牛吃9天,現(xiàn)有一群牛吃了4天后賣掉2頭,余下的牛又吃了4天將草吃完。這群牛原來有多少頭?
9、
25頭。設(shè)每頭牛每天的吃草量為1份。每天新生的草量為:(23×9-27×6)÷(20-10)=15份,原有的草量為(27-15)×6=72份。如兩頭牛不賣掉,這群牛在4+4=8天內(nèi)吃草量72+15×8+2×4=200份。所以這群牛原來有200÷8=25頭
例6 有三塊草地,面積分別為5公頃,6公頃和8公頃。每塊地每公頃的草量相同而且長的一樣快,第一塊草地可供11頭牛吃10天,第二塊草地可供12頭牛吃14天。第三塊草地可供19頭牛吃多少天?
【分析】由題目可知,這是三塊面積不同的草地,為了解決這個問題,首先要將這三塊草地的面積統(tǒng)一起來。
鞏固練習(xí)
1.一塊牧場長滿了草,每天均勻生長。
10、這塊牧場的草可供10頭牛吃40天,供15頭牛吃20天??晒?5頭牛吃__天。 ( )
A. 10 B. 5 C. 20
A 假設(shè)1頭牛1天吃草的量為1份。每天新生的草量為:(10×40-15×20)÷(40-20)=5(份)。那么愿草量為:10×40-40×5=200(份),安排5頭牛專門吃每天新長出來的草,這塊牧場可供25頭牛吃:200÷(25-5)=10(天)。
2.一塊草地上的草以均勻的速度生長,如果20只羊5天可以將草地上的草和新長出的草全部吃光,而14只羊則要10天吃光。那么想用4天的時間,把這塊草地的草吃
11、光,需要__只羊。 ( )
A. 22 B. 23 C. 24
B假設(shè)1只羊1天吃草的量為1份。每天新生草量是:(14×10-20×5)÷(10-5)=8(份)原草量是:20×5-8×5=60(份)安排8只羊?qū)iT吃每天新長出來的草,4天時間吃光這塊草地共需羊:60÷4+8=23(只)
3.畫展9時開門,但早有人來排隊等候入場。從第一個觀眾來到時起,每分鐘來的觀眾人數(shù)一樣多。如果開3個入場口,9點9分就不再有人排隊了,那么第一個觀眾到達的時間是8點__分。
12、 ( )
A. 10 B. 12 C. 15
C假設(shè)每個人口每分鐘進入的觀眾量是1份。
每分鐘來的觀眾人數(shù)為(3×9-5×5)÷(9-5)=0.5(份)
到9時止,已來的觀眾人數(shù)為:3×9-0.5×9=22.5(份)
第一個觀眾來到時比9時提前了:22.5÷0.5=45(分)
所以第一個觀眾到達的時間是9時-45分=8時15分。
4. 經(jīng)測算,地球上的資源可供100億人生活100年,或 可供80億人生活300年。假設(shè)地球新生成的資源增長速度是一樣的。那么,為了滿足人類不斷發(fā)展的要求,地球最多只能養(yǎng)活(
13、 )億人。
70 設(shè)1億人1年所消耗的資源為1份
那么地球上每年新生成的資源量為:(80×300-100×100)÷(300-100)=70(份)
只有當(dāng)?shù)厍蛎磕晷律Y源不少于消耗點的資源時,地球上的資源才不至于逐漸減少,才能滿足人類不斷發(fā)展的需要。所以地球最多只能養(yǎng)活:70÷1=70(億人)
5. 快、中、慢三車同時從A地出發(fā),追趕一輛正在行駛的自行車。三車的速度分別是每小時24千米、20千米、19千米??燔囎飞献孕熊囉昧?小時,中車追上自行車用了10小時,慢車追上自行車用( )小時。
12 自行車的速度是:(20×10-24×6)÷(10-6)=14(千米/小時)
14、
三車出發(fā)時自行車距A地:(24-14)×6==60(千米)
慢車追上自行車所用的時間為:60÷(19-14)=12(小時)
6. 一水池中原有一些水,裝有一根進水管,若干根抽水管。進水管不斷進水,若用24根抽水管抽水,6小時可以把池中的水抽干,那么用16根抽水管,( )小時可將可將水池中的水抽干。
18 設(shè)1根抽水管每小時抽水量為1份。
(1)進水管每小時卸貨量是:(21×8-24×6)÷(8-6)=12(份)
(2)水池中原有的水量為:21×8-12×8=72(份)
(3)16根抽水管,要將水池中的水全部抽干需:72÷(16-12)=18(小時)
7. 某碼頭
15、剖不斷有貨輪卸下貨物,又不斷用汽車把貨物運走,如用9輛汽車,12小時可以把它們運完,如果用8輛汽車,16小時可以把它們運完。如果開始只用3輛汽車,10小時后增加若干輛,再過4小時也能運完,那么后來增加的汽車是( )輛。
19 設(shè)每兩汽車每小時運的貨物為1份。
(1)進水管每小時的進水量為:(8×16-9×12)÷(16-12)=5(份)
(2)碼頭原有貨物量是:9×12-12×5=48(份)
(3)3輛汽車運10小時后還有貨物量是:48+(5-3)×10=68(份)
(4)后來增加的汽車輛數(shù)是:(68+4×5)÷4-3=19(輛)
8.有一片草地,每天都在勻速生長,這片
16、草可供16頭牛吃20天,可供80只羊吃12天。如果一頭牛的吃草量等于4只羊的吃草量,那么10頭牛與60只羊一起吃可以吃多少天?
8天
(1)按牛的吃草量來計算,80只羊相當(dāng)于80÷4=20(頭)牛。
(2)設(shè)1頭牛1天的吃草量為1份。
(3)先求出這片草地每天新生長的草量:(16×20-20×12)÷(20-12)=10(份)
(4)再求出草地上原有的草量:16×20-10×20=120(份)
(5)最后求出10頭牛與60只羊一起吃的天數(shù):120÷(10+60÷4-10)=8(天)
9. 某水庫建有10個泄洪閘,現(xiàn)在水庫的水位已經(jīng)超過安全警戒線,上游的河水還在按一不變的速度增加
17、。為了防洪,需開閘泄洪。假設(shè)每個閘門泄洪的速度相同,經(jīng)測算,若打開一個泄洪閘,30小時水位降到安全線,若打開兩個泄洪閘,10小時水位降到安全線。現(xiàn)在抗洪指揮部要求在5.5小時內(nèi)使水位降到安全線,問:至少要同時打開幾個閘門?
4個 設(shè)1個泄洪閘1小時的泄水量為1份。
(1)水庫中每小時增加的上游河水量:(1×30-2×10)÷(30-10)=0.5(份)
(2)水庫中原有的超過安全線的水量為:1×30-0.5×30=15(份)
(3)在5.5小時內(nèi)共要泄出的水量是:15+0.5×5.5=17.75(份)
(4)至少要開的閘門個數(shù)為:17.75÷5.5≈4(個)(采用“進1”法取值)
10. 現(xiàn)有速度不變的甲、乙兩車,如果甲車以現(xiàn)在速度的2倍去追乙車,5小時后能追上,如果甲車以現(xiàn)在的速度去追乙車,3小時后能追上。那么甲車以現(xiàn)在的速度去追,幾小時后能追上乙車?
15小時
設(shè)甲車現(xiàn)在的速度為每小時行單位“1”,那么乙車的速度為:
(2×5-3×3)÷(5-3)=0.5
乙車原來與甲車的距離為:
2×5-0.5×5=7.5
所以甲車以現(xiàn)在的速度去追,追及的時間為:
7.5÷(1-0.5)=15(小時)
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