例14 搬運(yùn)一個(gè)倉庫的貨物,甲需要10小時(shí),乙需要12小時(shí),丙需要15小時(shí).有同樣的倉庫A和B,甲在A倉庫、乙在B倉庫同時(shí)開始搬運(yùn)貨物,丙開始幫助甲搬運(yùn),中途又轉(zhuǎn)向幫助乙搬運(yùn).最后兩個(gè)倉庫貨物同時(shí)搬完.問丙幫助甲、乙各多少時(shí)間?
解:設(shè)搬運(yùn)一個(gè)倉庫的貨物的工作量是1.現(xiàn)在相當(dāng)于三人共同完成工作量2,所需時(shí)間是
答:丙幫助甲搬運(yùn)3小時(shí),幫助乙搬運(yùn)5小時(shí).
解本題的關(guān)鍵,是先算出三人共同搬運(yùn)兩個(gè)倉庫的時(shí)間.本題計(jì)算當(dāng)然也可以整數(shù)化,設(shè)搬運(yùn)一個(gè)倉庫全部工作量為 60.甲每小時(shí)搬運(yùn) 6,乙每小時(shí)搬運(yùn) 5,丙每小時(shí)搬運(yùn)4.
三人共同搬完,需要
60 × 2÷ (6+ 5+ 4)= 8(小時(shí)).
甲需丙幫助搬運(yùn)
。60- 6× 8)÷ 4= 3(小時(shí)).
乙需丙幫助搬運(yùn)
(60- 5× 8)÷4= 5(小時(shí)).
三、水管問題
從數(shù)學(xué)的內(nèi)容來看,水管問題與工程問題是一樣的.水池的注水或排水相當(dāng)于一項(xiàng)工程,注水量或排水量就是工作量.單位時(shí)間里的注水量或排水量就是工作效率.至于又有注入又有排出的問題,不過是工作量有加有減罷了.因此,水管問題與工程問題的解題思路基本相同.
例15 甲、乙兩管同時(shí)打開,9分鐘能注滿水池.現(xiàn)在,先打開甲管,10分鐘后打開乙管,經(jīng)過3分鐘就注滿了水池.已知甲管比乙管每分鐘多注入0.6立方米水,這個(gè)水池的容積是多少立方米?
甲每分鐘注入水量是
乙每分鐘注入水量是
因此水池容積是
答:水池容積是27立方米.
例16 有一些水管,它們每分鐘注水量都相等.現(xiàn)在
按預(yù)定時(shí)間注滿水池,如果開始時(shí)就打開10根水管,中途不增開水管,也能按預(yù)定時(shí)間注滿水池.問開始時(shí)打開了幾根水管?
答:開始時(shí)打開6根水管.
例17 蓄水池有甲、丙兩條進(jìn)水管,和乙、丁兩條排水管.要灌滿一池水,單開甲管需3小時(shí),單開丙管需要5小時(shí).要排光一池水,單開乙管需要
、乙、……的順序輪流打開1小時(shí),問多少時(shí)間后水開始溢出水池?
,否則開甲管的過程中水池里的水就會溢出.
以后(20小時(shí)),池中的水已有
此題與廣為流傳的“青蛙爬井”是相仿的:一只掉進(jìn)了枯井的青蛙,它要往上爬30尺才能到達(dá)井口,每小時(shí)它總是爬3尺,又滑下2尺.問這只青蛙需要多少小時(shí)才能爬到井口?
看起來它每小時(shí)只往上爬3- 2= 1(尺),但爬了27小時(shí)后,它再爬1小時(shí),往上爬了3尺已到達(dá)井口.
因此,答案是28小時(shí),而不是30小時(shí).
例18 一個(gè)蓄水池,每分鐘流入4立方米水.如果打開5個(gè)水龍頭,2小時(shí)半就把水池水放空,如果打開8個(gè)水龍頭,1小時(shí)半就把水池水放空.現(xiàn)在打開13個(gè)水龍頭,問要多少時(shí)間才能把水放空?
解:先計(jì)算1個(gè)水龍頭每分鐘放出水量.
2小時(shí)半比1小時(shí)半多60分鐘,多流入水
4 × 60= 240(立方米).
時(shí)間都用分鐘作單位,1個(gè)水龍頭每分鐘放水量是
240 ÷ ( 5× 150- 8 × 90)= 8(立方米),
8個(gè)水龍頭1個(gè)半小時(shí)放出的水量是
8 × 8 × 90,
其中 90分鐘內(nèi)流入水量是 4 × 90,因此原來水池中存有水 8 × 8 × 90-4 × 90= 5400(立方米).
打開13個(gè)水龍頭每分鐘可以放出水8×13,除去每分鐘流入4,其余將放出原存的水,放空原存的5400,需要
5400 ÷(8 × 13- 4)=54(分鐘).
答:打開13個(gè)龍頭,放空水池要54分鐘.
水池中的水,有兩部分,原存有水與新流入的水,就需要分開考慮,解本題的關(guān)鍵是先求出池中原存有的水.這在題目中卻是隱含著的.
例19 一個(gè)水池,地下水從四壁滲入池中,每小時(shí)滲入水量是固定的.打開A管,8小時(shí)可將滿池水排空,打開C管,12小時(shí)可將滿池水排空.如果打開A,B兩管,4小時(shí)可將水排空.問打開B,C兩管,要幾小時(shí)才能將滿池水排空?
解:設(shè)滿水池的水量為1.
A管每小時(shí)排出
A管4小時(shí)排出
因此,B,C兩管齊開,每小時(shí)排水量是
B,C兩管齊開,排光滿水池的水,所需時(shí)間是
答: B, C兩管齊開要 4 小時(shí) 48分才將滿池水排完.
本題也要分開考慮,水池原有水(滿池)和滲入水量.由于不知具體數(shù)量,像工程問題不知工作量的具體數(shù)量一樣.這里把兩種水量分別設(shè)成“1”.但這兩種量要避免混淆.事實(shí)上,也可以整數(shù)化,把原有水設(shè)為8與12的最小公倍數(shù) 24.
17世紀(jì)英國偉大的科學(xué)家牛頓寫過一本《普遍算術(shù)》一書,書中提出了一個(gè)“牛吃草”問題,這是一道饒有趣味的算術(shù)題.從本質(zhì)上講,與例18和例19是類同的.題目涉及三種數(shù)量:原有草、新長出的草、牛吃掉的草.這與原有水量、滲入水量、水管排出的水量,是完全類同的.
例20 有三片牧場,場上草長得一樣密,而且長得一
草;21頭牛9星期吃完第二片牧場的草.問多少頭牛18星期才能吃完第三片牧場的草?
解:吃草總量=一頭牛每星期吃草量×牛頭數(shù)×星期數(shù).根據(jù)這一計(jì)算公式,可以設(shè)定“一頭牛每星期吃草量”作為草的計(jì)量單位.
原有草+4星期新長的草=12×4.
原有草+9星期新長的草=7×9.
由此可得出,每星期新長的草是
(7×9-12×4)÷(9-4)=3.
那么原有草是
7×9-3×9=36(或者12×4-3×4).
對第三片牧場來說,原有草和18星期新長出草的總量是
這些草能讓
90×7.2÷18=36(頭)
牛吃18個(gè)星期.
答:36頭牛18個(gè)星期能吃完第三片牧場的草.
例20與例19的解法稍有一點(diǎn)不一樣.例20把“新長的”具體地求出來,把“原有的”與“新長的”兩種量統(tǒng)一起來計(jì)算.事實(shí)上,如果例19再有一個(gè)條件,例如:“打開B管,10小時(shí)可以將滿池水排空.”也就可以求出“新長的”與“原有的”之間數(shù)量關(guān)系.但僅僅是例19所求,是不需要加這一條件.好好想一想,你能明白其中的道理嗎?
“牛吃草”這一類型問題可以以各種各樣的面目出現(xiàn).限于篇幅,我們只再舉一個(gè)例子.
例21 畫展9點(diǎn)開門,但早有人排隊(duì)等候入場.從第一個(gè)觀眾來到時(shí)起,每分鐘來的觀眾人數(shù)一樣多.如果開3個(gè)入場口,9點(diǎn)9分就不再有人排隊(duì),如果開5個(gè)入場口,9點(diǎn)5分就沒有人排隊(duì).問第一個(gè)觀眾到達(dá)時(shí)間是8點(diǎn)幾分?
解:設(shè)一個(gè)入場口每分鐘能進(jìn)入的觀眾為1個(gè)計(jì)算單位.
從9點(diǎn)至9點(diǎn)9分進(jìn)入觀眾是3×9,
從9點(diǎn)至9點(diǎn)5分進(jìn)入觀眾是5×5.
因?yàn)橛^眾多來了9-5=4(分鐘),所以每分鐘來的觀眾是
(3×9-5×5)÷(9-5)=0.5.
9點(diǎn)前來的觀眾是
5×5-0.5×5=22.5.
這些觀眾來到需要
22.5÷0.5=45(分鐘).
答:第一個(gè)觀眾到達(dá)時(shí)間是8點(diǎn)15分.
從例20和例21中,我們也注意到,設(shè)置計(jì)算單位的重要性.選擇適當(dāng)?shù)牧孔鳛橛?jì)算單位,往往使問題變得簡單且易于表達(dá).本書中多次提到設(shè)單位問題,請同學(xué)們注意學(xué)習(xí).