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1、第 39 講 “牛吃草”問(wèn)題
一、知識(shí)要點(diǎn)
牛吃草問(wèn)題是牛頓問(wèn)題,因牛頓提出而得名的。“一堆草可供 10 頭牛吃 3 天,供 6 頭牛 吃幾天?”這題很簡(jiǎn)單,用 3×10÷6=5(天),如果把“一堆草”換成“一片正在生長(zhǎng)的草 地”,問(wèn)題就不那么簡(jiǎn)單了。因?yàn)椴菝刻熳咴谏L(zhǎng),草的數(shù)量在不斷變化。這類(lèi)工作總量不固 定(均勻變化)的問(wèn)題就是“牛吃草”問(wèn)題。
解答這類(lèi)題的關(guān)鍵是要想辦法從變化中找到不變的量。牧場(chǎng)上原有的草是不變的,新長(zhǎng) 出的草雖然在變化,因?yàn)槭莿蛩偕L(zhǎng),所以每天新長(zhǎng)出的草是不變的。正確計(jì)算草地上原有 的草及每天長(zhǎng)出的草,問(wèn)題就容易解決了。
二、精講精練
【例
2、題 1】一片青草地,每天都勻速長(zhǎng)出青草,這片青草可供 27 頭牛吃 6 周或 23 頭牛 吃 9 周,那么這片草地可供 21 頭牛吃幾周?
這片草地上的草的數(shù)量每天都在變化,解題的關(guān)鍵應(yīng)找到不變量——即原來(lái)的草的數(shù)量。 因?yàn)榭偛萘靠梢苑殖蓛刹糠郑涸械牟菖c新長(zhǎng)出的草。新長(zhǎng)出的草雖然在變,但應(yīng)注意到是 勻速生長(zhǎng),因而這片草地每天新長(zhǎng)出的草的數(shù)量也是不變的。
假設(shè) 1 頭牛一周吃的草的數(shù)量為 1 份,那么 27 頭牛 6 周需要吃 27×6=162(份),此時(shí) 新草與原有的草均被吃完;23 頭牛 9 周需吃 23×9=207(份),此時(shí)新草與原有的草也均被吃 完。而 162 份是原有的
3、草的數(shù)量與 6 周新長(zhǎng)出的草的數(shù)量的總和;207 份是原有的草的數(shù)量 與 9 周新長(zhǎng)出的草的數(shù)量的總和,因此每周新長(zhǎng)出的草的份數(shù)為:(207-162)÷(9-6)=15 (份),所以,原有草的數(shù)量為:162-15×6=72(份)。這片草地每周新長(zhǎng)草 15 份相當(dāng)于可安 排 15 頭牛專(zhuān)吃新長(zhǎng)出來(lái)的草,于是這片草地可供 21 頭牛吃 72÷(21-15)=12(周)
練習(xí) 1
1、一片草地,每天都勻速長(zhǎng)出青草,如果可供 24 頭牛吃 6 天,20 頭牛吃 10 天,那么 可供 19 頭牛吃幾天?
2、牧場(chǎng)上一片草地,每天牧草都勻速生長(zhǎng),這片牧草可供 10 頭牛吃 20 天,
4、或者可供 15 頭牛吃 10 天,問(wèn)可供 25 頭牛吃幾天?
3、牧場(chǎng)上的青草每天都在勻速生長(zhǎng),這片青草可供 27 頭牛吃 6 周或 23 頭牛吃 9 周,那 么這片草地可供 21 頭牛吃幾周?
【例題 2】由于天氣逐漸冷起來(lái),牧場(chǎng)上的草不僅不長(zhǎng)大,反而以固定速度在減少。已 知某塊草地上的草可供 20 頭牛吃 5 天或可供 15 頭牛吃 6 天。照此計(jì)算,可供多少頭牛吃 10 天?
與例 1 不同的是,不僅沒(méi)有新長(zhǎng)出的草,而且原有的草還在減少,但是,我們同樣 可以利用與例 1 類(lèi)似的方法求出每天減少的草和原來(lái)的草的總量。
設(shè) 1 頭牛 1 天吃的草為 1 份,2
5、0 頭牛 5 天吃 100 份,15 頭牛 6 天吃 90 份,100-90=10 (份),說(shuō)明寒冷的天氣使牧場(chǎng) 1 天減少青草 10 份,也就是寒冷導(dǎo)致的每天減少的草量 相當(dāng)于 10 頭牛在吃草。由“草地上的草可供 20 頭牛吃 5 天”,再加上寒冷導(dǎo)致的每天減 少的草量相當(dāng)于 10 頭牛同時(shí)在吃草,所以原有草兩有(20+10)×5=150(份),由 150 ÷10=15 知道,牧場(chǎng)原有的草可供 15 頭牛吃 10 天。由寒冷導(dǎo)致的原因占去 10 頭牛吃的 草,所以可供 5 頭牛吃 10 天。
練習(xí) 2:
1、由于天氣逐漸冷起來(lái),牧場(chǎng)上的草每天以均勻的速度在減少。經(jīng)計(jì)算,牧場(chǎng)上的
6、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?
2、由于天氣逐漸冷起來(lái),牧場(chǎng)上的草以固定速度在減少。已知牧場(chǎng)上的草可供 33 頭牛 吃 5 天或可供 24 頭牛吃 6 天。照此計(jì)算,這個(gè)牧場(chǎng)可供多少頭牛吃 10 天?
3、經(jīng)測(cè)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(zhǎng)速度是一樣的,那么,為滿(mǎn)足人類(lèi)不斷發(fā)展的需要,地球最多能養(yǎng)活 多少億人?
【例題 3】自動(dòng)扶梯以均勻速度由下往上行駛著,兩位性急的孩子要從扶梯上樓。已知 男孩每分鐘走 20 級(jí)臺(tái)階,女孩
7、每分鐘走 15 級(jí)臺(tái)階,結(jié)果男孩用 5 分鐘到達(dá)樓上,女孩用了 6 分鐘到達(dá)樓上。問(wèn):該扶梯共有多少級(jí)臺(tái)階?
與前兩個(gè)題比較,“總的草量”變成了“扶梯的臺(tái)階總數(shù)”,“草”變成了“臺(tái)階”,“?!?變成了“速度”,也可以看成是牛吃草問(wèn)題。
上樓的速度可以分為兩部分:一部分是男、女孩自己的速度,另一部分是自動(dòng)扶梯的速 度。男孩 5 分鐘走了 20×5=100(級(jí)),女孩 6 分鐘走了 15×6=90(級(jí)),女孩比男孩少走了 100—90=10(級(jí)),多用了 6—5=1(分鐘),說(shuō)明電梯 1 分鐘走 10 級(jí)。因男孩 5 分鐘到達(dá)樓 上,他上樓的速度是自己的速度與扶梯的速度之和。所以,扶梯
8、共有(20+10)×5=150(級(jí))
練習(xí) 3:
1、自動(dòng)扶梯以均勻速度行駛著,渺小明和小紅從扶梯上樓。已知小明每分鐘走 25 級(jí)臺(tái) 階,小紅每分鐘走 20 級(jí)臺(tái)階,結(jié)果小明用 5 分鐘,小紅用了 6 分鐘分別到達(dá)樓上。該扶梯共 有多少級(jí)臺(tái)階?
2、兩個(gè)頑皮的孩子逆著自動(dòng)扶梯的方向行走。在 20 秒鐘里,男孩可走 27 級(jí)臺(tái)階,女孩 可走 24 級(jí)臺(tái)階,男孩走了 2 分鐘到達(dá)另一端,女孩走了 3 分鐘到達(dá)另一端,該扶梯共有多少 級(jí)臺(tái)階?
3、兩只蝸牛由于耐不住陽(yáng)光的照射,從井頂逃向井底。白天往下爬,兩只蝸牛白天爬行 的速度是不同的。一只每天白天爬 20 分米,另
9、一只爬 15 分米。黑夜里往下滑,兩只蝸?;?行的速度卻是相同的。結(jié)果一只蝸牛恰好用了 5 個(gè)晝夜到達(dá)井底,另一只蝸牛恰好用了 6 個(gè) 晝夜到達(dá)井底。那么,井深多少米?
【例題 4】一只船有一個(gè)漏洞,水以均勻的速度進(jìn)入船內(nèi),發(fā)現(xiàn)漏洞時(shí)已經(jīng)進(jìn)了一些水。 如果用 12 人舀水,3 小時(shí)舀完。如果只有 5 個(gè)人舀水,要 10 小時(shí)才能舀完。現(xiàn)在要想 2 小 時(shí)舀完,需要多少人?
已漏進(jìn)的水,加上 3 小時(shí)漏進(jìn)的水,每小時(shí)需要(12×3)人舀完,也就是 36 人用 1 小 時(shí)才能舀完。已漏進(jìn)的水,加上 10 小時(shí)漏進(jìn)的水,每小時(shí)需要(5×10)人舀完,也就是 50 人用 1 小時(shí)才能舀
10、完。通過(guò)比較,我們可以得出 1 小時(shí)內(nèi)漏進(jìn)的水及船中已漏進(jìn)的水。
1 小時(shí)漏進(jìn)的水,2 個(gè)人用 1 小時(shí)能舀完:
(5×10—12×3)÷(10—3)=2
已漏進(jìn)的水:(12—2)×3=30
已漏進(jìn)的水加上 2 小時(shí)漏進(jìn)的水,需 34 人 1 小時(shí)完成:
30+2×2=34
用 2 小時(shí)來(lái)舀完這些水需要 17 人:34÷2=17(人)
練習(xí) 4:
1、有一水池,池底有泉水不斷涌出。用 10 部抽水機(jī) 20 小時(shí)可以把水抽干,用 15 部相 同的抽水機(jī) 10 小時(shí)可以把水抽干。那么用 25 部這樣的抽水機(jī)多少小時(shí)可以把水抽干?
2、有
11、一個(gè)長(zhǎng)方形的水箱,上面有一個(gè)注水孔,底面有一個(gè)出水孔,兩孔同時(shí)打開(kāi)后,如 果每小時(shí)注水 30 立方分米,7 小時(shí)可以注滿(mǎn)水箱;如果每小時(shí)注水 45 立方分米,注滿(mǎn)水箱 可少用 2.5 小時(shí)。那么每小時(shí)由底面小孔排出多少立方分米的水(設(shè)每小時(shí)排水量相同)?
3、有一水井,連續(xù)不段涌出泉水,每分鐘涌出的水量相等。如果用 3 臺(tái)抽水機(jī)來(lái)抽水, 36 分鐘可以抽完;如果使用 5 臺(tái)抽水機(jī),20 分鐘抽完?,F(xiàn)在 12 分鐘內(nèi)要抽完井水,需要抽 水機(jī)多少臺(tái)?
【例題 5】有三塊草地,面積分別為 5,6,和 8 公頃。草地上的草一樣厚,而且長(zhǎng)得一 樣快。第一塊草薦地可供 11 頭牛吃 1
12、0 天,第二塊草地可供 12 頭牛吃 14 天。問(wèn)第三塊草地 可供 19 頭牛吃多少天?
前幾天我們接觸的是在同一塊草地上,同一個(gè)水池中,現(xiàn)在是三塊面積不同的草地。為 了解決這個(gè)問(wèn)題,只需將三塊草地的面積統(tǒng)一起來(lái)。即[5,6,8]=120
這樣,第一塊 5 公頃可供 11 頭牛吃 10 天,120÷5=24,變?yōu)?120 公頃草地可供 11×24=264 (頭)牛吃 10 天
第二塊 6 公頃可供 12 頭牛吃 14 天,120÷6=20,變?yōu)?120 公頃草地可供 12×20=240(頭) 牛吃 14 天。
120÷8=15。問(wèn)題變成:120 公頃草地可供 19×
13、15=285(頭)牛吃幾天?
因?yàn)椴莸孛娣e相同,可忽略具體公頃數(shù),原題可變?yōu)椋?
一塊草地勻速生長(zhǎng),可供 264 頭牛吃 10 天或供 240 頭牛吃 14 天,那么可供 285 頭牛齒 及天?即
每天新長(zhǎng)出的草:(240×14—264×10)÷(14—10)=180(份)
草地原有草:(264—180)×10=840(份)
可供 285 頭牛吃的時(shí)間:840÷(285—180)=8(天)
答:第三塊草地可供 19 頭牛吃 8 天。
練習(xí) 5:
1、某車(chē)站在檢票前若干分鐘就開(kāi)始排隊(duì),每分鐘來(lái)的旅客人數(shù)一樣多。從開(kāi)始檢票到等 候檢票的隊(duì)伍消失,同時(shí)開(kāi) 4 個(gè)檢票口需 30 分鐘,同時(shí)開(kāi) 5 個(gè)檢票口需 20 分鐘。如果同時(shí) 打開(kāi) 7 個(gè)檢票口,那么需多少分鐘?
2、快、中、慢三車(chē)同時(shí)從 A 地出發(fā),追趕一輛正在行駛的自行車(chē),三車(chē)的速度分別是嵋 小時(shí) 24 千米、20 千米、19 千米。快車(chē)追上自行車(chē)用了 6 小時(shí),中車(chē)追上自行車(chē)用了 10 小時(shí), 慢車(chē)追上自行車(chē)用多少小時(shí)?
3、一個(gè)牧場(chǎng)上的青草每天都勻速生長(zhǎng)。這片青草可供 17 頭牛吃 30 天,或供 19 頭牛吃 24 天。現(xiàn)有一群牛吃了 6 天后賣(mài)掉 4 頭,余下的牛又吃了 2 天將草吃完。這群牛原來(lái)有多少 頭?