第26讲 牛吃草问题
2017公务员-关于丝绸之路的故事
第26讲 牛吃草问题
“一堆草可供10头牛吃3天,这堆草可供6头牛
吃几天?”这道题
太简单了,同学们一下就可求出:3×10÷6=5(天)。如果我们把“一
堆草”换成“一片正在生长的草地”,问题就不那么简单了,因为草
每天都在生长,草的数量在不断变化
。这类工作总量不固定(均匀变
化)的问题就是牛吃草问题。
例1 牧场上一片
青草,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2
5头牛吃几天?
分析与解:这类题难就难在牧场上草的数量每天都在发生变化,
我们要想办法从变化当中找到不变的量。总草量可以分为牧场上原有
的草和新生长出来的草两部分。牧场
上原有的草是不变的,新长出的
草虽然在变化,因为是匀速生长,所以这片草地每天新长出的草的数量相同,即每天新长出的草是不变的。下面,就要设法计算出原有的
草量和每天新长出的草量这两个
不变量。
设1头牛一天吃的草为1份。那么,10头牛20天吃200份,草被吃
完;15头牛10天吃150份,草也被吃完。前者的总草量是200份,后者
的总草量是150份,
前者是原有的草加 20天新长出的草,后者是原有
的草加10天新长出的草。
200-150=50(份),20—10=10(天),
说明牧场10天长草50份,
1天长草5份。也就是说,5头牛专吃新
长出来的草刚好吃完,5头牛以外的牛吃的草就是牧场上原有的
草。
由此得出,牧场上原有草
(l0—5)×
20=100(份)或(15—5)×10=100(份)。
现在已经知道原有草100
份,每天新长出草5份。当有25头牛时,
其中的5头专吃新长出来的草,剩下的20头吃原有的草,吃
完需
100÷20=5(天)。
所以,这片草地可供25头牛吃5天。
在例1的解法中要注意三点:
(1)每天新长出的草量是通过已知的两种不
同情况吃掉的总草
量的差及吃的天数的差计算出来的。
(2)在已知的两种情况
中,任选一种,假定其中几头牛专吃新
长出的草,由剩下的牛吃原有的草,根据吃的天数可以计算出原有
的
草量。
(3)在所求的问题中,让几头牛专吃新长出的草,其余的牛吃
原有的草,根据原有的草量可以计算出能吃几天。
例2一个水池装一个进水管和三个同
样的出水管。先打开进水管,
等水池存了一些水后,再打开出水管。如果同时打开2个出水管,那
么8分钟后水池空;如果同时打开3个出水管,那么5分钟后水池空。
那么出水管比进水管晚开多少分
钟?
分析:虽然表面上没有“牛吃草”,但因为总的水量在均匀变化,
“水”相
当于“草”,进水管进的水相当于新长出的草,出水管排的
水相当于牛在吃草,所以也是牛吃草问题,解
法自然也与例1相似。
出水管所排出的水可以分为两部分:一部分是出水管打开之前原<
br>有的水量,另一部分是开始排水至排空这段时间内进水管放进的水。
因为原有的水
量是不变的,所以可以从比较两次排水所用的时间及排
水量入手解决问题。
设出
水管每分钟排出水池的水为1份,则2个出水管8分钟所排的
水是2×8=16(份),3个出水管5分
钟所排的水是3×5=15(份),这
两次排出的水量都包括原有水量和从开始排水至排空这段时间内的
进水量。两者相减就是在8-5=3(分)内所放进的水量,所以每分钟
的进水量是
有的水,可以求出原有水的水量为
解:设出水管每分钟排出的水为1份。每分钟进水量
答:出水管比进水管晚开40分钟。
例3 由于天气逐渐冷起来,牧场上的草不仅不长大
,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,或可供15头
牛吃6天
。照此计算,可供多少头牛吃10天?
分析与解:与例1不同的是,不仅没有新长出的草
,而且原有的
草还在减少。但是,我们同样可以利用例1的方法,求出每天减少的
草量和原有的
草量。
设1头牛1天吃的草为1份。20头牛5天吃100份,15头牛
6天吃90
份,100-90=10(份),说明寒冷使牧场1天减少青草10份,也就是说,
寒冷相当于10头牛在吃草。由“草地上的草可供20头牛吃5天”,再
加上“寒冷”代表的10头牛同
时在吃草,所以牧场原有草
(20+10)×5=150(份)。
由 150÷10=15知,牧场原有草可供15头牛吃
10天,寒冷占去
10头牛,所以,可供5头牛吃10天。
例4自动扶梯以均匀
速度由下往上行驶着,两位性急的孩子要从
扶梯上楼。已知男孩每分钟走20级梯级,女孩每分钟走15
级梯级,结
果男孩用了5分钟到达楼上,女孩用了6分钟到达楼上。问:该扶梯共
有多少级?<
br>
分析:与例3比较,“总的草量”变成了“扶梯的梯级总数”,
“草”变成了“梯
级”,“牛”变成了“速度”,也可以看成牛吃草
问题。
上楼的速度可以分为两
部分:一部分是男、女孩自己的速度,另
一部分是自动扶梯的速度。男孩5分钟走了20×5= 100
(级),女孩6
分钟走了15×6=90(级),女孩比男孩少走了100-90=10(级),多用了6-5=1(分),说明电梯1分钟走10级。由男孩5分钟到达楼上,
他上楼的速度是自己的
速度与扶梯的速度之和,所以扶梯共有
(20+10)×5=150(级)。
解:自动扶梯每分钟走
(20×5-15×6)÷(6—5)=10(级),
自动扶梯共有(20+10)×5=150(级)。
答:扶梯共有150级。
例5 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30
分钟,同时开5个检票口需20分钟。如果同时打开7个检
票口,那么需
多少分钟?
分析与解:等候检票的旅客人数在变化,“旅客”相当
于“草”,
“检票口”相当于“牛”,可以用牛吃草问题的解法求解。
旅客总数
由两部分组成:一部分是开始检票前已经在排队的原有
旅客,另一部分是开始检票后新来的旅客。
设1个检票口1分钟检票的人数为1份。因为4个检票口30分钟通过
(4×30)份
,5个检票口20分钟通过(5×20)份,说明在(30-20)
分钟内新来旅客(4×30-5×2
0)份,所以每分钟新来旅客
(4×30-5×20)÷(30-20)=2(份)。
假设让2个检票口专门通过新来
的旅客,两相抵消,其余的检票
口通过原来的旅客,可以求出原有旅客为
(4-2)×30=60(份)或(5-2)×20=60(份)。
同时打开7个检票口
时,让2个检票口专门通过新来的旅客,其余
的检票口通过原来的旅客,需要
60÷(7-2)=12(分)。
例6 有三块草地,面积分别为5,6和8公顷。草地
上的草一样厚,
而且长得一样快。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。问:第三块草地可供19头牛吃多少天?
分析与解:例1是在
同一块草地上,现在是三块面积不同的草地。
为了解决这个问题,只需将三块草地的面积统一起来。
[5,6,8]=120。
因为
5公顷草地可供11头牛吃10天,
120÷5=24,所以120公顷
草地可供11×24=264(头)牛吃10天。
因为6公顷草地可供12头牛吃14天,120÷6=20,所以120公顷草
地可供12
×20=240(头)牛吃14天。
120÷8=15,问题变为:
120公顷草地可供19×15=285(头)
牛吃几天?
因为草地面积相同,可忽略具体公顷数,所以原题可变为:
“一块匀速生长的草地,可供
264头牛吃10天,或供240头牛吃14
天,那么可供285头牛吃几天?”
这与例1完全一样。设1头牛1天吃的草为1份。每天新长出的草有
(240×14-2
64×10)÷(14-10)=180(份)。草地原有草
(264—180)×10=840(份)
。可供285头牛吃
840÷(285—180)=8(天)。
所以,第三块草地可供19头牛吃8天。
练习26
1.一牧场上的青草每天都匀速生长。这片青草可供27头
牛吃6周
或供23头牛吃9周。那么,可供21头牛吃几周?
2.一牧场上的青草每天都匀速生长。这片青草可供17头牛吃30
天,或供19头牛吃 24天。现有
一群牛,吃了6天后卖掉4头,余下的
牛又吃了2天将草吃完,这群牛原来有多少头?
3.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定的,为使人类有
不断发展的潜力,地球最多能养活多少亿人?
4.有一水池,池底有泉水不断涌出。用10部抽水机20时可以把水
抽干;用15
部同样的抽水机,10时可以把水抽干。那么,用25部这样
的抽水机多少小时可以把水抽干?
5.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。如果同时开放3个
检票口,那么40分钟检票口前的队伍恰好消
失;如果同时开放4个检票口,那么25分钟队伍恰好消失
。如果同时
开放8个检票口,那么队伍多少分钟恰好消失?
6.两只蜗牛由于耐
不住阳光的照射,从井顶逃向井底。白天往下
爬,两只蜗牛白天爬行的速度是不同的,一只每个白天爬2
0分米,另
一只爬15分米。黑夜里往下滑,两只蜗牛滑行的速度却是相同的。结
果一只蜗牛恰
好用5个昼夜到达井底,另一只蜗牛恰好用6个昼夜到达
井底。那么,井深多少米?
7.两位顽皮的孩子逆着自动扶梯的方向行走。在20秒钟里,男孩
可走27级梯级,女孩可走24级梯
级,结果男孩走了2分钟到达另一端,
女孩走了3分钟到达另一端。问:该扶梯共多少级?