牛吃草问题分析

余年寄山水
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2021年01月12日 10:13
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教程-长虹饮涧

2021年1月12日发(作者:沃甲)


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专题一 牛吃草问题分析
牛吃草问题是经典的奥数题型之一,这里我只介绍一 些比较浅显的牛吃草问题,给大家开拓
一下思维,首先,先介绍一下这类问题的背景,大家看知识要点
知识要点
一、定义
伟大的科学家牛顿著的《普通算术》一书中有这样一道题:“1 2头牛4周吃牧草3
1
3
格尔,同样的牧草,21头牛9周吃10格尔。问24格尔牧 草多少牛吃18周吃完。”(格
尔——牧场面积单位),以后人们称这类问题为“牛顿问题”的牛吃草问 题。
这类问题难在哪呢?大家看看它的特点
二、特点
在“牛吃草”问题中,因为 草每天都在生长,草的数量在不断变化,也就是说这类
问题的工作总量是不固定的,一直在均匀变化。
难吗?难什么啊,一点都不难,只要掌握了方法,以后这样的题就都会了,来,看看这例题
典例评析
例1 牧场上长满牧草,每天都匀速生长。这片牧场可供27头牛吃6天或23头牛
吃9天。问可供21头牛吃几天?
【分析】这片牧场上的牧草的数量每天在变化。解题的关键 应找到不变量——即
原来的牧草数量。因为总草量可以分成两部分:原有的草与新长出的草。新长出的草
虽然在变,但应注意到它是匀速生长的,因而这片牧场每天新长出飞草的数量也是不
变的。 < br>从这道题我们看到,草每天在长,牛每天在吃,都是在变化的,但是也有不变的,都是什么不变啊?草是< br>以匀速生长的,也就是说每天长的草是不变的;,同样,每天牛吃草的量也是不变的,对吧?这就是我们解
题的关键。这里因为未知数很多,我教大家一种巧妙的设未知数的方法,叫做设“1”法。我们设牛每天 吃
草的数量为1份,具体1份是多少我们不知道,也不用管它,设草每天增长的数量是a份,设原来的草 的数
量为b份,那么我们可以列方程了:27*6=b+6a;23*9=b+9a
【思考1 】一片草地,每天都匀速长出青草,如果可供24头牛吃6天,或20头牛
吃10天,那么可供18头牛 吃几天?
15天.设1头牛1天吃的草为1份。则每天新生的草量是(20×10-24×6)÷ < br>(10-6)=14份,原来的草量是(24-14)×6=60份。可供18头牛吃60÷(18-14 )
=15天
例2 因天气寒冷,牧场上的草不仅不生长,反而每天以均匀的速度在减少。已知
牧场上的草可供33头牛吃5天,可供24头牛吃6天,照此计算,这个牧场可供多少头
牛吃1 0天?
【分析】与例1不同的是,不但没有新长出的草,而且原有的草还在匀速减少,
但是, 我们同样可以用类似的方法求出每天减少的草量和原来的草的总量
【思考2】由于天气逐渐变冷,牧场 上的草每天以固定的速度在减少,经计算,牧
场上的草可供20头牛 吃5天,或可供16头牛吃6天。那么,可供11头牛吃几天?
8天,设一头牛一天吃的草量为一份。 牧场每天减少的草量:(20×5-16×6)÷(6-5)
=4份,原来的草量:(20+4)× 5=120份,可供11头牛吃120÷(11+4)=8天。
总结:想办法从变化中找到不变的量。 牧场上原有的草是不变的,新长出的草虽然在变化,
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但是因为是匀速生长,所以每天新长出的草量也是不变的。正确计算草地上原有的草及每
天新长出的草,问题就会迎刃而解。
知识衍变
牛吃草基本问题就先介绍到这,希望 大家掌握这种方法,以后出现样吃草问题,驴吃草问题也知
道怎么做,甚至,以下这些问题都可以应用牛 吃草问题解决方法
例3 自动扶梯以均匀速度由下往上行驶,小明和小丽从扶梯上楼,已知小明每分< br>钟走25级台阶,小丽每分钟走20级台阶,结果小明用了5分钟,小丽用了6分钟分别
到达楼上 。该扶梯共有多少级台阶?

分析

在这道题中,“总的草量”变成了“扶 梯的台阶总级数”,“草”变成了“台
阶”,“牛”变成了“速度”,所以也可以看成是“牛吃草”问题 来解答。
【思考3】两只蜗牛同时从一口井的井顶爬向井底。白天往下爬,两只蜗牛的爬行
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,两只蜗
牛滑行的速度却是 相同的,结果一只蜗牛恰好用了5个昼夜到达井底,另一只恰好用了
6个昼夜到达井底。那么,井深多少 米?
大家说这里什么是牛?什么是草?都什么是不变的?
15米。
蜗牛每夜下降:(20×5-15×6)÷(6-5)=10分米
所以井深:(20+10)×5=150分米=15米
例4 一条船有一个漏洞,水以均匀的 速度漏进船内,待发现时船舱内已进了一些
水。如果用12人舀水,3小时舀完。如果只有5个人舀水, 要10小时才能舀完。现在
要想在2小时舀完,需要多少人?

分析】典型的“牛吃草”问题,找出“牛”和“草”是解题的关键
【思考4】一个 水池,池底有泉水不断涌出,用10部抽水机20小时可以把水抽干,
用15部相同的抽水机10小时可 把水抽干。那么用25部这样的抽水机多少小时可以把
水抽干?
5小时。设一台抽水机一小时 抽水一份。则每小时涌出的水量是:(20×10-15×10)
÷(20-10)=5份,池内原有的 水是:(10-5)×20=100份.所以,用25部抽水机需要:100
÷(25-5)=5小时
思维拓展
例5 有一牧场长满牧草,牧草每天匀速生长,这个牧场可供17头牛吃30天,可
供19头牛吃24天,现在有若干头牛在吃草,6天后,4头牛死亡,余下的牛吃了2天
将草吃 完,问原来有牛多少头?

分析】“牛吃草”问题的特点是随时间的增长,所研究的量也等量 地增加。解答
时,要抓住这个关键问题,也就是要求出原来的量和每天增加的量各是多少。
【 思考5】一个牧场上的青草每天都匀速生长。这片青草可供27头牛吃6天,或
供23头牛吃9天,现有 一群牛吃了4天后卖掉2头,余下的牛又吃了4天将草吃完。
这群牛原来有多少头?
25头。 设每头牛每天的吃草量为1份。每天新生的草量为:(23×9-27×6)÷(20-10)
=15份 ,原有的草量为(27-15)×6=72份。如两头牛不卖掉,这群牛在4+4=8天内吃
草量72+ 15×8+2×4=200份。所以这群牛原来有200÷8=25头
例6 有三块草地,面积分别为 5公顷,6公顷和8公顷。每块地每公顷的草量相同
而且长的一样快,第一块草地可供11头牛吃10天 ,第二块草地可供12头牛吃14天。
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第三块草地可供19头牛吃多少天?

分析

由题 目可知,这是三块面积不同的草地,为了解决这个问题,首先要将
这三块草地的面积统一起来。
巩固练习
1.一块牧场长满了草,每天均匀生长。这块牧场的草可供10头牛吃40天,供1 5
头牛吃20天。可供25头牛吃__天。 ( )
A. 10 B. 5 C. 20
A 假设1头牛1天吃草 的量为1份。每天新生的草量为:(10×40-15×20)÷(40-20)=5(份)。
那么愿草 量为:10×40-40×5=200(份),安排5头牛专门吃每天新长出来的草,这块牧场可供25
头牛吃:200÷(25-5)=10(天)。
2.一块草地上的草以均匀的速度生长,如果20只羊 5天可以将草地上的草和新长
出的草全部吃光,而14只羊则要10天吃光。那么想用4天的时间,把这 块草地的草吃
光,需要__只羊。 ( )
A. 22 B. 23 C. 24
B假设1只羊1天吃 草的量为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只羊专门吃每天新长出来的草,4天时间吃光这块草地共需羊:
60÷ 4+8=23(只)
3.画展9时开门,但早有人来排队等候入场。从第一个观众来到时起,每分钟来
的观众人数一样多。如果开3个入场口,9点9分就不再有人排队了,那么第一个观众
到达的时 间是8点__分。 ( )
A. 10 B. 12 C. 15
C假设每个人口每分钟进入的观众量是1份。
每分钟来的观众人数为(3×9-5×5)÷(9-5)=0.5(份)
到9时止,已来的观众人数为:3×9-0.5×9=22.5(份)
第一个观众来到时比9时提前了:22.5÷0.5=45(分)
所以第一个观众到达的时间是9时-45分=8时15分。
4. 经测算,地球上的资源可供100亿人生活100年,或 可供80亿人生活300年。
假设地球新生成 的资源增长速度是一样的。那么,为了满足人类不断发展的要求,地球
最多只能养活( )亿人。
70 设1亿人1年所消耗的资源为1份
那么地球上每年新生成的资源量为:(8 0×300-100×100)÷(300-100)=70(份)
只有当地球每年新生资源不少于消 耗点的资源时,地球上的资源才不至于逐渐减少,才能满足人
类不断发展的需要。所以地球最多只能养活 :70÷1=70(亿人)

5. 快、中、慢三车同时从A地出发,追赶一辆正在行驶的自行 车。三车的速度分
别是每小时24千米、20千米、19千米。快车追上自行车用了6小时,中车追上自 行车
用了10小时,慢车追上自行车用( )小时。
12 自行车的速度是:(20×10-24×6)÷(10-6)=14(千米小时)
三车出发时自行车距A地:(24-14)×6==60(千米)
慢车追上自行车所用的时间为:60÷(19-14)=12(小时)

6. 一水池 中原有一些水,装有一根进水管,若干根抽水管。进水管不断进水,若
用24根抽水管抽水,6小时可以 把池中的水抽干,那么用16根抽水管,( )小
时可将可将水池中的水抽干。

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18 设1根抽水管每小时抽水量为1份。
(1)进水管每小时卸货量是:(21×8-24×6)÷(8-6)=12(份)
(2)水池中原有的水量为:21×8-12×8=72(份)
(3)16根抽水管,要将水池中的水全部抽干需:72÷(16-12)=18(小时)
7. 某码头剖不断有货轮卸下货物,又不断用汽车把货物运走,如用9辆汽车,12
小时可以 把它们运完,如果用8辆汽车,16小时可以把它们运完。如果开始只用3辆
汽车,10小时后增加若干 辆,再过4小时也能运完,那么后来增加的汽车是( )
辆。
19 设每两汽车每小时运的货物为1份。
(1)进水管每小时的进水量为:(8×16-9×12)÷(16-12)=5(份)
(2)码头原有货物量是:9×12-12×5=48(份)
(3)3辆汽车运10小时后还有货物量是:48+(5-3)×10=68(份)
(4)后来增加的汽车辆数是:(68+4×5)÷4-3=19(辆)
8.有一片草地,每 天都在匀速生长,这片草可供16头牛吃20天,可供80只羊吃
12天。如果一头牛的吃草量等于4只 羊的吃草量,那么10头牛与60只羊一起吃可以
吃多少天?
8天
(1)按牛的吃草量来计算,80只羊相当于80÷4=20(头)牛。
(2)设1头牛1天的吃草量为1份。
(3)先求出这片草地每天新生长的草量:(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头牛与60只羊一起吃的天数:120÷(10+60÷4-10)=8(天)
9. 某水库建有10个泄洪闸,现在水库的水位已经超过安全警戒线,上游的河水还
在按一不 变的速度增加。为了防洪,需开闸泄洪。假设每个闸门泄洪的速度相同,经测
算,若打开一个泄洪闸,3 0小时水位降到安全线,若打开两个泄洪闸,10小时水位降
到安全线。现在抗洪指挥部要求在5.5小 时内使水位降到安全线,问:至少要同时打开
几个闸门?
4个 设1个泄洪闸1小时的泄水量为1份。
(1)水库中每小时增加的上游河水量:(1×30-2×10)÷(30-10)=0.5(份)
(2)水库中原有的超过安全线的水量为:1×30-0.5×30=15(份)
(3)在5.5小时内共要泄出的水量是:15+0.5×5.5=17.75(份)
(4)至少要开的闸门个数为:17.75÷5.5≈4(个)(采用“进1”法取值)
10. 现有速度不变的甲、乙两车,如果甲车以现在速度的2倍去追乙车,5小时后
能追上, 如果甲车以现在的速度去追乙车,3小时后能追上。那么甲车以现在的速度去
追,几小时后能追上乙车?
15小时
设甲车现在的速度为每小时行单位“1”,那么乙车的速度为:
(2×5-3×3)÷(5-3)=0.5
乙车原来与甲车的距离为:
2×5-0.5×5=7.5
所以甲车以现在的速度去追,追及的时间为:
7.5÷(1-0.5)=15(小时)
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