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“牛吃草”问题

 悟痴 2018-11-27

 

导言:

   有一堆草,可供8头牛吃6天,照这样计算,这堆草如果供12头牛呼,可以吃几天?这道题很简单,我们可以假设每头牛每天吃一份草,根据“供8头牛吃6天”可以算出总草量,再求12头牛可以吃多少天。解答过程是:8×6÷12=4(天)。

   但如果我们把“一堆草”换成“一片正在生长的草地”,问题就变复杂了。上题中的“一堆草”的总量是不变的,但“一片正在生长的草地”,每天都在生长,总量是在不断变化的。这就是著名科学家牛顿在《普通算术》一书中提出的“牛吃草”问题。

 

一、基本题型

 

   例1.牧场上一片青菜,每天牧草都匀速生长。这片牧草可供10头牛吃20天,或者可供15头牛吃10天。问:可供25头牛吃几天?

 

    解析:这类题的难点就是牧草每天都在发生变化。牧草可以分两部分:原有的草和新生长的草。原有的草(简称“原草”)不变,新生长的草(简称“新草”)因为是匀速生长,所以每天新长出的草的数量是相同的。因此,只要求出牧草上原有的草量和每天新长出的草量,这道题就好解答了。

  设每头牛每天吃“1”份草

(1)算出原草和每天长出的新草

10头牛20天吃草量为:1×10×20=200(份)---是原草+20天的新草

15头牛10天吃草量为:1×15×10=150(份)---是原草+10天的新草

  两者比较:  10天的新草就是200-150=50份,

      那么    每天长出的新草就是5份

可以算出原草:200-20×5或150-10×5=100份

  (2)现在有25头牛,由于每头牛每天吃“1”份草,5头牛每天就5份草,而新草每天也是长5份,我们可以让25头牛中的5头牛专吃每天长出的新草,剩下的20头牛吃原草,这样可以吃100÷(25-5)=5天

 

从上题我们可以总结出,解答“牛吃草”问题的两个基本步骤:

  第一:算出原草和每天长出的新草

  第二:让一部分牛吃每天长出的新草,然后求出其余的牛吃原草的天数

 

   “牛吃草”问题思考:如果牧场的草不是在匀速增加,而是在减少,又该怎么办?

由于天气变冷,牧场上的草不仅不增加,反而以固定的速度在减少.已知某块草地上的草,可供20头牛吃5天,或供15头牛吃6天,那么它可供多少头牛吃10天?

 

二、变化题型

 

   例2.有一口井,不断会涌出泉水,每分钟涌出的水量相等。若用8架抽水机7分钟可以抽完,若用11架抽水机5分钟可以抽完,现在要求15分钟抽完井水,需要几架抽水机?

 

   解析:“水”相当于“草”,每分钟不断涌出的水量相当于“每天长出的新草”,抽水机抽水相当于“牛吃草”

  设抽水机每分钟抽1份水

(1)算出“原水”和“每天涌出的新水”

 8架抽水机7份钟抽:1×8×7=56份水-----原水+7分钟涌出的新水

11架抽水机5分钟抽:1×11×5=55份水----原水+11分钟涌出的新水

 两者比较可得出:2分钟涌出的新水是56-55=1份,

           那么  每分钟新涌出0.5份水

  可算出原水:56-0.5×7或55-0.5×5=52.5份

(2)要在15分钟内抽完,15分钟时的总水=原水+15分钟涌出的新水

                                   =52.5+15×0.5=60份

  需要的抽水机是:60÷15÷1=4(台)

 

    例3.某车站在检票前若干分钟就开始排队,每分钟来的旅客人数一样多,从开始检票到等候检票的队伍消失,同时开4个检票口需要30分钟,同时开5个检票口需要20分钟,如果同时打开7个检票口,那么需要多少分钟?

 

   解析:“旅客”相当于“草”,“检票口”相当于“牛”,检票前已排队的人数相当于“原草”,每分钟来的旅客相当于每天长出的“新草”

 设1个检票口每分钟检票的旅客人数为1份

(1)算出检票前原有旅客人数和检票时每分钟新来的旅客人数

  4个检票口30分钟可检:1×4×30=120(人)----原有的人+30分钟新来的人数

  5个检票口20分钟可检:1×5×20=100(人)----原有的人+20分钟新来的人数

  两者比较可得出:10分钟新来了120-100=20人

           那么, 每分钟新来的旅客为2人

 检票前已排队的人数是:120-2×30或100-2×20=60(人)

(2)让两个检票口专门来检新来的旅客,剩下的检票口检原有的旅客,需要

      60÷(7-2)=12分钟

 

    例4.两个顽皮的孩子逆着自动扶梯行驶的方向行走。男孩每秒可走3级梯级,女孩每秒可走2级梯级,结果从扶梯的一端到达另一端,男孩走了100秒,女孩走了300秒;问:该扶梯共有多少级梯级?

 

    解析:“梯级”相当于“草”,“速度”相当于“牛”, 男、女孩每分钟走的梯级数相当于牛的头数,扶梯运行的速度相当于草场每分钟长出的新草;两人分别走的梯级总数相当于“总的草量”,包括两人走的梯级数和自动扶梯走的梯级数

 男孩每秒走3级,100秒走到另一端, 相当于3头牛100秒吃完草

 女孩每秒走2级,300秒走到另一端, 相当于2头牛300秒吃完草

 扶梯的速度是:(2×300-3×100)÷(300-100)=1.5(级)

 扶梯的级数是:(3-1.5)×100或(2-1.5)×300=150(级)

 

   例5.有甲、乙两船同时从A港出发驶向B港,顺流而行。已知甲船在静水中的行进速度是每小时20千米,乙船在静水中的行进速度是每小时30千米,甲船用16小时到达B港,乙船用11小时到达B港,求A、B两港间的距离和水的流速。

 

   解析:水流的速度相当于每天长出的新草。A、B两港间距离相当于“总草量”

  水流的速度是(30×11-20×16)÷(16-11)=2(千米/小时)

  A、B两港距离是30×11+2×11或20×16+2×16=352(千米)

 

   例6.甲、乙、丙三人同时从同一地点出发,沿同一公路追赶前面正在走的丁。这三人分别用12分钟、20分钟、24分钟追上丁。现在知道甲每分钟120米,乙每分钟104米,那么,丙和丁每分钟各行多少米?

 

   解析:由于丁一直在运动,总的路程在匀速变化,“路程”相当于“草”;甲、乙的速度相当于牛的头数,丁在三人出发时领先的路程相当于“原草”,而丁的速度相当于“每天长出的新草”

   丁的速度是:(104×20-120×12)÷(20-12)=80(米/分钟)

   原来丁领先三人的距离是(12--80)×12=480(米)

   丙的速度是:(480+80×24)÷24=100(米/分钟)

 

  小结:“牛吃草”问题及其变化题型,无论从哪个角度来分析这类问题,最关键都是要求出原草和新草,把握住了这两个量,问题就可迎刃而解了

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