在小學(xué)數(shù)學(xué)中介紹了應(yīng)用題的算術(shù)解法及常見的典型應(yīng)用題。然而算術(shù)解法往往局限于從已知條件出發(fā)推出結(jié)論,不允許未知數(shù)參加計算,這樣,對于較復(fù)雜的應(yīng)用題,使用算術(shù)方法常常比較困難。而用列方程的方法,未知數(shù)與已知數(shù)同樣都是運算的對象,通過找出“未知”與“已知”之間的相等關(guān)系,即列出方程(或方程組),使問題得以解決。所以對于應(yīng)用題,列方程的方法往往比算術(shù)解法易于思考,易于求解。
列方程解應(yīng)用題的一般步驟是:審題,設(shè)未知數(shù),找出相等關(guān)系,列方程,解方程,檢驗作答。其中列方程是關(guān)鍵的一步,其實質(zhì)是將同一個量或等量用兩種方式表達出來,而要建立這種相等關(guān)系必須對題目作細(xì)致分析,有些相等關(guān)系比較隱蔽,必要時要應(yīng)用圖表或圖形進行直觀分析。
一、列簡易方程解應(yīng)用題
10x+1,從而有
3(105+x)=10x+1,
7x=299999,
x=42857。
答:這個六位數(shù)為142857。
說明:這一解法的關(guān)鍵有兩點:
示出來,這里根據(jù)題目的特點,采用“整體”設(shè)元的方法很有特色。
。1)是善于分析問題中的已知數(shù)與未知數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系;(2)是一般語言與數(shù)學(xué)的形式語言之間的相互關(guān)系轉(zhuǎn)化。因此,要提高列方程解應(yīng)用題的能力,就應(yīng)在這兩方面下功夫。
例2 有一隊伍以1.4米/秒的速度行軍,末尾有一通訊員因事要通知排頭,于是以2.6米/秒的速度從末尾趕到排頭并立即返回排尾,共用了10分50秒。問:隊伍有多長?
分析:這是一道“追及又相遇”的問題,通訊員從末尾到排頭是追及問題,他與排頭所行路程差為隊伍長;通訊員從排頭返回排尾是相遇問題,他與排尾所行路程和為隊伍長。如果設(shè)通訊員從末尾到排頭用了x秒,那么通訊員從排頭返回排尾用了(650-x)秒,于是不難列方程。
解:設(shè)通訊員從末尾趕到排頭用了x秒,依題意得
2.6x-1.4x=2.6(650-x)+1.4(650-x)。
解得x=500。推知隊伍長為
。2.6-1.4)×500=600(米)。
答:隊伍長為600米。
說明:在設(shè)未知數(shù)時,有兩種辦法:一種是設(shè)直接未知數(shù),求什么、設(shè)什么;另一種設(shè)間接未知數(shù),當(dāng)直接設(shè)未知數(shù)不易列出方程時,就設(shè)與要求相關(guān)的間接未知數(shù)。對于較難的應(yīng)用題,恰當(dāng)選擇未知數(shù),往往可以使列方程變得容易些。
例3 鐵路旁的一條與鐵路平行的小路上,有一行人與騎車人同時向南行進,行人速度為3.6千米/時,騎車人速度為10.8千米/時,這時有一列火車從他們背后開過來,火車通過行人用22秒,通過騎車人用26秒,這列火車的車身總長是多少?
分析:本題屬于追及問題,行人的速度為3.6千米/時=1米/秒,騎車人的速度為10.8千米/時=3米/秒;疖嚨能嚿黹L度既等于火車車尾與行人的路程差,也等于火車車尾與騎車人的路程差。如果設(shè)火車的速度為x米/秒,那么火車的車身長度可表示為(x-1)×22或(x-3)×26,由此不難列出方程。
解:設(shè)這列火車的速度是x米/秒,依題意列方程,得
(x-1)×22=(x-3)×26。
解得x=14。所以火車的車身長為
。14-1)×22=286(米)。
答:這列火車的車身總長為286米。
例4 如圖,沿著邊長為90米的正方形,按逆時針方向,甲從A出發(fā),每分鐘走65米,乙從B出發(fā),每分鐘走72米。當(dāng)乙第一次追上甲時在正方形的哪一條邊上?
分析:這是環(huán)形追及問題,這類問題可以先看成“直線”追及問題,求出乙追上甲所需要的時間,再回到“環(huán)行”追及問題,根據(jù)乙在這段時間內(nèi)所走路程,推算出乙應(yīng)在正方形哪一條邊上。
解:設(shè)追上甲時乙走了x分。依題意,甲在乙前方
3×90=270(米),
故有
72x=65x+270。
由于正方形邊長為90米,共四條邊,故由
可以推算出這時甲和乙應(yīng)在正方形的DA邊上。
答:當(dāng)乙第一次追上甲時在正方形的DA邊上。
例5 一條船往返于甲、乙兩港之間,由甲至乙是順?biāo)旭,由乙至甲是逆水行駛。已知船在靜水中的速度為8千米/時,平時逆行與順行所用的時間比為2∶1。某天恰逢暴雨,水流速度為原來的2倍,這條船往返共用9時。問:甲、乙兩港相距多少千米?
分析:這是流水中的行程問題:
順?biāo)俣?/FONT>=靜水速度+水流速度,
逆水速度=靜水速度-水流速度。
解答本題的關(guān)鍵是要先求出水流速度。
解:設(shè)甲、乙兩港相距x千米,原來水流速度為a千米/時根據(jù)題意可知,逆水速度與順?biāo)俣鹊谋葹?/FONT>2∶1,即
。8-a)∶(8+a)=1∶2,
再根據(jù)暴雨天水流速度變?yōu)?/FONT>2a千米/時,則有
解得x=20。
答:甲、乙兩港相距20千米。
例6 某校組織150名師生到外地旅游,這些人5時才能出發(fā),為了趕火車,6時55分必須到火車站。他們僅有一輛可乘50人的客車,車速為36千米/時,學(xué)校離火車站21千米,顯然全部路程都乘車,因需客車多次往返,故時間來不及,只能乘車與步行同時進行。如果步行每小時能走4千米,那么應(yīng)如何安排,才能使所有人都按時趕到火車站?
趕到火車站,每人步行時間應(yīng)該相同,乘車時間也相同。設(shè)每人步行x時,客車能否在115分鐘完成。
解:把150人分三批,每批50人,步行速度為4千米/時,汽車速度為
解得x=1.5(時),即每人步行90分,乘車25分。三批人5時同時出發(fā),第一批人乘25分鐘車到達A點,下車步行;客車從A立即返回,在B點遇上步行的第二批人,乘25分鐘車,第二批人下車步行,客車再立即返回,又在C點遇到步行而來的第三批人,然后把他們直接送到火車站。
如此安排第一、二批人按時到火車站是沒問題的,第三批人是否正巧可乘25分鐘車呢?必須計算。
次返回的時間是20分,同樣可計算客車第二次返回的時間也應(yīng)是20分,所以當(dāng)客車與第三批人相遇時,客車已用25×2+20×2=90(分),還有115-90=25(分),正好可把第三批人按時送到。
因此可以按上述方法安排。
說明:列方程,解出需步行90分、乘車25分后,可以安排了,但驗算不能省掉,因為這關(guān)系到第三批人是否可以按時到車站的問題。通過計算知第三批人正巧可乘車25分,按時到達。但如果人數(shù)增加,或者車速減慢,雖然方程可以類似地列出,卻不能保證人員都按時到達目的地。
二、引入?yún)?shù)列方程解應(yīng)用題
對于數(shù)量關(guān)系比較復(fù)雜或已知條件較少的應(yīng)用題,列方程時,除了應(yīng)設(shè)的未知數(shù)外,還需要增設(shè)一些“設(shè)而不求”的參數(shù),便于把用自然語言描述的數(shù)量關(guān)系翻譯成代數(shù)語言,以便溝通數(shù)量關(guān)系,為列方程創(chuàng)造條件。
例7 某人在公路上行走,往返公共汽車每隔4分就有一輛與此人迎面相遇,每隔6分就有一輛從背后超過此人。如果人與汽車均為勻速運動,那么汽車站每隔幾分發(fā)一班車?
分析:此題看起來似乎不易找到相等關(guān)系,注意到某人在公路上行走與迎面開來的車相遇,是相遇問題,人與汽車4分所行的路程之和恰是兩輛相繼同向行駛的公共汽車的距離;每隔6分就有一輛車從背后超過此人是追及問題,車與人6分所行的路程差恰是兩車的距離,再引進速度這一未知常量作參數(shù),問題就解決了。
解:設(shè)汽車站每隔x分發(fā)一班車,某人的速度是v1,汽車的速度為v2,依題意得
由①②,得
將③代入①,得
說明:此題引入v1,v2兩個未知量作參數(shù),計算時這兩個參數(shù)被消去,即問題的答案與參數(shù)的選擇無關(guān)。本題的解法很多,可參考本叢書《五年級數(shù)學(xué)活動課》第26講。
例8 整片牧場上的草長得一樣密,一樣地快。已知70頭牛在24天里把草吃完,而30頭牛就得60天。如果要在96天內(nèi)把牧場的草吃完,那么有多少頭牛?
分析:本題中牧場原有草量是多少?每天能生長草量多少?每頭牛一天吃草量多少?若這三個量用參數(shù)a,b,c表示,再設(shè)所求牛的頭數(shù)為x,則可列出三個方程。若能消去a,b,c,便可解決問題。
解:設(shè)整片牧場的原有草量為a,每天生長的草量為b,每頭牛一天吃草量為c,x頭牛在96天內(nèi)能把牧場上的草吃完,則有
、-①,得
36b=120C。 ④
、-②,得
96xc=1800c+36b。 ⑤
將④代入⑤,得
96xc=1800c+120c。
解得x=20。
答:有20頭牛。
例9 從甲地到乙地的公路,只有上坡路和下坡路,沒有平路。一輛汽車上坡時每小時行駛20千米,下坡時每小時行駛35千米。車從甲地開往乙從甲地到乙地須行駛多少千米的上坡路?
解:從甲地到乙地的上坡路,就是從乙地到甲地的下坡路;從甲地到乙地下坡路,就是從乙地到甲地的上坡路。設(shè)從甲地到乙地的上坡路為x千米,下坡路為y千米,依題意得
①+②,得
將y=210-x代入①式,得
解得x=140。
答:甲、乙兩地間的公路有210千米,從甲地到乙地須行駛140千米的上坡路。
三、列不定方程解應(yīng)用題
有些應(yīng)用題,用代數(shù)方程求解,有時會出現(xiàn)所設(shè)未知數(shù)的個數(shù)多于所列方程的個數(shù),這種情況下的方程稱為不定方程。這時方程的解有多個,即解不是唯一確定的。但注意到題目對解的要求,有時,只需要其中一些或個別解。
例10 六(1)班舉行一次數(shù)學(xué)測驗,采用5級計分制(5分最高,4分次之,以此類推)。男生的平均成績?yōu)?/FONT>4分,女生的平均成績?yōu)?/FONT>3.25分,而全班的平均成績?yōu)?/FONT>3.6分。如果該班的人數(shù)多于30人,少于50人,那么有多少男生和多少女生參加了測驗?
解:設(shè)該班有x個男生和y個女生,于是有
4x+3.25y=3.6(x+y),
化簡后得8x=7y。從而全班共有學(xué)生
在大于30小于50的自然數(shù)中,只有45可被15整除,所以
推知x=21,y=24。
答:該班有21個男生和24個女生。
例11 小明玩套圈游戲,套中小雞一次得9分,套中小猴得5分,套中小狗得2分。小明共套了10次,每次都套中了,每個小玩具都至少被套中一次,小明套10次共得61分。問:小明至多套中小雞幾次?
解:設(shè)套中小雞x次,套中小猴y次,則套中小狗(10-x-y)次。根據(jù)得61分可列方程
9x+5y+2(10-x-y)=61,
化簡后得7x=41-3y。
顯然y越小,x越大。將y=1代入得7x=38,無整數(shù)解;若y=2,7x=35,解得x=5。
答:小明至多套中小雞5次。
例12 某縫紉社有甲、乙、丙、丁4個小組,甲組每天能縫制8件上衣或10條褲子;乙組每天能縫制9件上衣或12條褲子;丙組每天能縫制7件上衣或11條褲子;丁組每天能縫制6件上衣或7條褲子,F(xiàn)在上衣和褲子要配套縫制(每套為一件上衣和一條褲子)。問:7天中這4個小組最多可縫制多少套衣服?
分析:不能僅按生產(chǎn)上衣或褲子的數(shù)量來安排生產(chǎn),應(yīng)該考慮各組生產(chǎn)上衣、褲子的效率高低,在配套下安排生產(chǎn)。
我們首先要說明安排做上衣效率高的多做上衣,做褲子效率高的多做褲子,才能使所做衣服套數(shù)最多。
一般情況,設(shè)A組每天能縫制a1件上衣或b1條褲子,它們的比為在安排A組盡量多做上衣、B組盡量多做褲子的情況下,安排配套生產(chǎn)。這
的效率高,故這7天全安排這兩組生產(chǎn)單一產(chǎn)品。
設(shè)甲組生產(chǎn)上衣x天,生產(chǎn)褲子(7-x)天,乙組生產(chǎn)上衣y天,生產(chǎn)褲子(7-y)天,則4個組分別共生產(chǎn)上衣、褲子各為6×7+8x+9y(件)和11×7+10(7-x)+12(7-y)(條)。依題意,得
42+8x+9y=77+70-10x+84-12y,
令u=42+8x+9y,則
顯然x越大,u越大。故當(dāng)x=7時,u取最大值125,此時y的值為3。
答:安排甲、丁組7天都生產(chǎn)上衣,丙組7天全做褲子,乙組3天做上衣,4天做褲子,這樣生產(chǎn)的套數(shù)最多,共計125套。
說明:本題仍為兩個未知數(shù),一個方程,不能有確定解。本題求套數(shù)最多,實質(zhì)上是化為“一元函數(shù)”在一定范圍內(nèi)的最值,注意說明取得最值的理由。