牛顿的牛吃草问题

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2021年01月12日 10:30
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2021年1月12日发(作者:郎瑞)


浅谈牛吃草问题

牛吃草问题是伟大的科学家牛顿在他所著的《普通算
术》一书中提出来的。【牛吃草问题】:牧场上有一片青草,
每天都在匀速地生长,这片青草可供10 头牛吃20天,或者
可供15头牛吃10天。如果有25头牛来吃,那么可以吃多
少天?这种题 目的难点在于草料总量未定,它随时间的增长
而不断增长。不过,因牧草是“匀速生长”的,可知每天生
长的草料是一定的,而牧场原有的草量也是一定的,这样,
我们通过分析就可以找到解决的方法 了。
一、

常规解法:
假定每头牛每天的吃草量为“1”,那么:
(1)10头牛20天的吃草量是:10×20=200
(2)15头牛10天的吃草量是:15×10=150
比较(1)和(2)的吃草量200 -150=50,这是(1)中
的草多长了10天的缘故,所以:每天长出的新草是50÷10=5
(3)牧场原有草是200-5×20=100,
(4)25头牛中有5头去吃新长的草,2 0头去吃原有的
草,可以吃的时间是:100÷20=5天。
所以,25头牛可以吃5天。
二、

工程问题:


我们知道原有 的草量不变,我们设为“1”,每天新长
的草也是不变的,这样每天吃新长出来的草的牛的头数是相同的。可以这样分析:
(1)10头牛中吃原有草的牛,20天吃完1,每天吃120;
(2)15头牛中吃原有草的牛,10天吃完1,每天吃110;
由于每天吃新长出来的草的 牛不变,(2)中比(1)中
就多5头牛吃原有的草,也就是5头牛一天吃草量是
110-12 0=120,每头牛每天吃草量是120÷5=1100.
(3)25头牛中吃原来草的牛比(2)中 多10头,每天
就多吃1100×10=110,每天吃的草量就是:110+110=15,
所以,吃完原来的草的时间是:1÷15=5(天)
三、

比例解法:
题中原有草的总量不变,那么吃原有草的牛的头数与所
吃的时间应该成反比例:
(1)10头牛中吃原有草的牛,共吃20天,
(2)15头牛中吃原有草的牛,共吃10天,
(1)与(2)中的时间比是2:1,则吃原 有草的牛的头
数比是1:2,它们的差是5头,所以(1)中有5头牛吃原
有的草,(2)中有 10头牛吃原有的草,吃新长草的牛就是
5头。


(3)25头牛中有20头牛 吃原来的草,(2)与(3)吃
原来草的牛的头数比是1:2,时间比是2:1,因此25头牛
吃10÷2=5(天)
四、方程解法:
设:草地原有草为“1”,每天长出的草是x(x为 分数),
10头牛20天的吃草量是1+20x,每头牛每天的吃草量是
(1+20x)(20 *10),同样,15头牛10天的吃草量是1+10x,
每头牛每天的吃草量是(1+10x)(15 *10), 由于每头牛每
天吃草量是相等的,可以依此列方程:(1+20x)(20*10) =
(1+10x)(15*10),解得,x=120,每头牛每天吃草1100.
设25头牛吃y天,则有:(1+120*y)25y=1100,解得:
y=5
所以,25头牛可以吃5天。
这里我们用了四种方法解决牛吃草的问题,希望能对各
位同仁有所启发。

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