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[奧數課堂]往返行程問題的解法探討

2008-05-07 13:56:39     

不少學生在解答往返行程問題時往往束手無策,有的雖能解出,但過程冗長、步驟繁瑣,究其原因是還沒有把握住這類題的基本特征。現以下面幾道題為例,說明只有掌握它們的特征,才能得出簡捷的解法。

例1 甲乙兩輛汽車分別從相距63千米處的礦山與堆料場運料同時相向開出,時速分別為40千米和50千米,如果不計裝卸時間,那么,兩車往返運料自出發到第三次相遇共經過多少時間?

  該題為往返行程問題,即兩者往返于兩地之間,不止一次地相遇。這種問題除具備相遇問題的特征外,還有如下特征:

  由圖可見,第一次相遇兩車行的路程和等于兩地距離。以后每增加一次相遇,兩車行的路程和為兩地距離的2倍。故到第三次相遇,兩車行的總路程為兩地距離的5倍,這樣便不難得出該題的解法:

  63×5÷(40+50)=3.5(小時)

  掌握了上述特征后,就能把較復雜的往返行程問題化難為易,解法化繁為簡。如:

例2 甲、乙兩人同時從東西兩鎮相向步行,在距西鎮20千米處兩人相遇,相遇后兩人又繼續前進。甲至西鎮、乙至東鎮后都立即返回,兩人又在距東鎮15千米處相遇,求東西兩鎮距離?

解法一 設東西兩鎮相距為x千米,由于兩次相遇時間不變,則兩人第一次相遇前所走路程之比等于第二次相遇前所走路程之比,故得方程:

  

  所以東西兩鎮相距45千米。

解法二 緊扣往返行程問題的特征,兩人自出發至第二次相遇所走路程總和為東西兩鎮距離的3倍,而第一次相遇距西鎮20千米,正是乙第一次相遇前所走路程,則從出發至第二次相遇乙共走(20×3=)60(千米),第二次相遇時乙已從東鎮返回又走了15千米,所以,兩鎮的距離為(20×3-15=)45(千米)

例3 甲乙兩人同時從東鎮出發,到相距90千米的西鎮辦事,甲騎自行車每小時行30千米,乙步行每小時行10千米,甲到西鎮用1小時辦完事情沿原路返回,途中與乙相遇。問這時乙走了多少千米?

解法一 東西兩鎮相距90千米,甲每小時行30千米,共需(90÷30=)3(小時)。

  連辦事共用了(3+1=)4(小時)。

  乙每時行10千米,4小時共行(10×4=)40(千米)。

  這時兩人相距(90-40=)50(千米),兩人正好同時從 A、B相向而行,其相遇時間為(50÷(30+10)=)1.25(小時)。于是乙從出發至相遇經過了(4+1.25

  因此,共走了10×5.25=52.5(千米)。

解法二 根據題意可知甲從東鎮到西鎮,返回時與乙相遇(乙未到西鎮,無返回現象),故兩人所行路程總和為(90×2=)180(千米),但因甲到西鎮用了1小時辦事。倘若甲在這1小時中沒有停步(如到另一地方買東西又回到西鎮,共用1小時),這樣兩人所行總路程應為:

  90×2+30=210(千米),又因兩人速度和為30+10=40(千米),故可求得相遇時間為:(210÷40=)5.25(小時),則乙行了(10×5.25=)52.5(千米)。

例4 快慢兩車同時從甲乙兩站相對開出,6小時相遇,這時快車離乙站還有240千米,已知慢車從乙站到甲站需行15小時,兩車到站后,快車停留半小時,慢車停留1小時返回,從第一次相遇到返回途中再相遇,經過多少小時?

解法一 240÷6=40(千米)(慢車速度)

  40×15=600(千米)(甲乙兩站距離)

  (600-240)÷6=60千米(快車速度)

  快車第一次相遇后繼續前進至乙站,又開了(240÷60=)4(小時),連停留時間共用了4.5小時。

  慢車第一次相遇后,向前開了4.5小時,應行(40×4.5=180(千米),到A處,這樣慢車距離甲站還有(600-240-180=)180(千米),如繼續開到甲站,加上停留時間,還要用(180÷40+1=)5.5(小時)。

  在這5.5小時中,快車又從乙站返回開至B處,距甲站為(600-60×5.5=)270(千米)。

  這時就相當于兩車從相距270千米的兩地(甲站和B處)同時相向開出,則可求出其相遇時間為:270÷(60+40)=2.7(小時)

  最后,求得慢車從第一次相遇到返回途中再相遇所經過的時間為(4.5+5.5+2.7=)12.7(小時),即為問題所要求的。

解法二 根據往返相遇問題的特征可知,從第一次相遇到返回途中再相遇,兩車共行的路程為甲乙兩站距離的2倍,再根據例3解法二的設想方法,即假設快車不在乙站停留0.5小時,慢車不在甲站停留1小時,則兩車從第一次相遇到第二次相遇所行總路程為600×2+60×0.5+40×1=1270(千米),故此期間所經時間為1270÷(60+40)=12.7(小時)

  通過以上幾例分析,不難看出解法二甚為簡便,這是由于靈活運用往返行程問題的基本特征所致。

來源:網友投稿 作者:樊善平

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