問題 從甲地到乙地,先是上坡路,然后就是下坡路,一輛汽車上坡速度為每小時20千米,下坡速度為每小時35千米。車從甲地到乙地共用9小時,從乙地返回到甲地共用7.5小時。求去時上坡路和下坡路分別為多少千米?
先畫出如右圖形:圖中A表示甲地,C表示乙地。從A到B是上坡路,從B到C是下坡路;反過來,從C到B就是上坡路,從B到A是下坡路。
由于從甲地到乙地用9小時,反過來從乙地到甲地用7.5小時,這說明從A到B的距離大于從B到C的距離。本題的難點在于上下坡不僅速度不同,而且距離不同,因此自然的思路是設法把上下坡的距離變不同為相同。
在從A到B的路程中取一個點D,使得從D到B的距離等于從B到C的距離,這樣A到D的距離就是AB距離比BC距離多出來的部分。
下面我們分析為什么去時比回來時間會多用了:9-7.5=1.5(時)
從圖中容易看出就是因為去時從A到D是上坡,而回來時從D到A變成了下坡,其它路途所用的總時間是一樣的。
現在的問題是AD這段路程中速度由每小時20千米改為35千米,則時間少用1.5小時,由此可以求出什么?
如果設速度為每小時20千米所用時間為單位“1”,那么速度為每小時35千米所用時間為:
由此就可以求出AD之間的距離為:
20×3.5=70(千米)
或 35×2=70(千米)
還可以求出從D到C和從C到D所用時間均為:9-3.5=5.5(時)
或 7.5-2=5.5(時)
至此我們已經完成了將上下坡的距離變?yōu)橄嗤哪康牧。如果設從D到
上坡所用時間為:
所以去時上坡的總路程就是:
70+20×3.5=140(千米)
下坡總路程是:35×2=70(千米)
上面所用方法實質上是通過“截長變短”把上下坡的距離“變不同為相同”,而實現這一目的還可以通過“補”的方法。
將返回的路程補在去時路程的后面,畫出右圖:
這時全程去與回所用的時間都是:
9+7.5=16.5(時)
而且全程的上坡路程和下坡路程相等,都等于原來上下坡距離之和。設
為:
所以原來上下坡距離之和就是:
20×10.5=210(千米)
或 35×6=210(千米)
下面采用解決“雞兔同籠”問題的方法,假設原來從A到C速度不變,都是每小時35千米,這樣9小時所行路程應該為:
35×9=180(千米)
比實際距離少行了:
210-180=30(千米)
就是因為從B到C的下坡速度每小時20千米變成了35千米,因此從B到C的時間為:
30÷(35-20)=2(時)
從A到B上坡的時間為:9-2=7(時)
由此上下坡的距離就不難求出了。
這個解法的思路是通過“補”,不僅使得上下坡距離相等,而且使得往返所用的時間相等。
解決本題的兩個方法說明,在“變不同為相同”這個基本思想的指導下,手段可以是多種多樣的。
下面再看一道類似的問題。
問題 如右圖,從A到B是下坡路,從B到C是平路,從C到D是上坡路。小張和小王步行速度分別都是:上坡每小時4千米,平路每小時5千米,下坡每小時6千米。二人分別從A、D兩點同時
王到達A后9分鐘,小張到達D。求從A到D的全程距離。
首先發(fā)現二人平路上行走的距離相同,小張比小王多用9分鐘的原因就是CD距離大于AB距離。
我們仿照上題思路,在CD上取一點F,使得CF距離等于AB距離,并畫出如右圖形:設從D到F下坡所用時間為“1”,則從F到D上坡所用時間為:
到F所用時間18分鐘,因此可以求出平路的距離為:
以上兩個問題的共同之處在于將上下坡的不同距離變?yōu)橄嗤,完成這種變化的基礎問題是:已知同一段路程的兩個不同速度和相差的時間,如何求出這段行程的時間和路程。