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牛吃草问题及应用

2021-06-12 来源:欧得旅游网
牛吃草问题又称为消长问题或牛顿牧场,是17世纪英国伟大的科学家牛顿提出来的。典型牛吃草问题的条件是假设草的生长速度固定不变,不同头数的牛吃光同一片草地所需的天数各不相同,求若干头牛吃这片草地可以吃多少天。由于吃的天数不同,草又是天天在生长的,所以草的存量随牛吃的天数不断地变化。解决牛吃草问题常用到四个基本公式,分别是︰

(1)草的生长速度=(对应的牛头数×吃的较多天数-相应的牛头数×吃的较少天数)÷(吃的较多天数-吃的较少天数);

(2)原有草量=牛头数×吃的天数-草的生长速度×吃的天数;`

(3)吃的天数=原有草量÷(牛头数-草的生长速度);(理解记忆)

(4)牛头数=原有草量÷吃的天数+草的生长速度。(理解记忆)

这四个公式是解决消长问题的基础。

由于牛在吃草的过程中,草是不断生长的,所以解决消长问题的重点是要想办法从变化中找到不变量。牧场上原有的草是不变的,新长的草虽然在变化,但由于是匀速生长,所以每天新长出的草量应该是不变的。正是由于这个不变量,才能够导出上面的四个基本公式。

牛吃草问题经常给出不同头数的牛吃同一片次的草,这块地既有原有的草,又有每天新长出的草。由于吃草的牛头数不同,求若干头牛吃的这片地的草可以吃多少天。

解题关键是弄清楚已知条件,进行对比分析,从而求出每日新长草的数量,再求出草地里原有草的数量,进而解答题总所求的问题。

这类问题的基本数量关系是:

1.(牛的头数×吃草较多的天数-牛头数×吃草较少的天数)÷(吃的较多的天数-吃的较少的天数)=草地每天新长草的量。

2.牛的头数×吃草天数-每天新长量×吃草天数=草地原有的草。 简析

【例1】有一块牧场,可供10头牛吃20天,15头牛吃10天,则它可供25头牛吃多少天?

A.3 B.4 C.5 D.6

【答案】C

【例2】有一块牧场,可供10头牛吃20天,15头牛吃10天,则它可供多少头牛吃4天?

A.20 B.25 C.30 D.35

【答案】C

【演变题目 例3】如果22头牛吃33公亩牧场的草,54天后可以吃尽,17头牛吃28公亩牧场的草,84天可以吃尽,那么要在24天内吃尽40公亩牧场的草,需要多少头牛?

A.50 B.46 C.38 D.35

【答案】D

【注释】这里面牧场的面积发生变化,所以每天长出的草量不再是常量。

分析:要先求出“原有草量”和“每天新生长草量”,但因为这三块地面积各不相同,所以我们应该先找出“单一量”,也就是一公亩一天所生的草相当于几头牛吃一天,一公亩原有的草相当于几头牛吃一天。

22头牛54天吃完33公亩上的牧草,那么一公亩草地上原有的草量加上54天新长的草,可供22×54÷33=36(头)牛吃一天。

17头牛84天吃完28公亩上的牧草,那么一公亩草地上原有的草量加上84天新长的草,可供17×84÷28=5(头)牛吃一天。

那么一公亩草地上2天新生长的草量就相当于1头牛吃一天的草量。30÷15=2(天)也就是一公亩草地上2天新长的草可供1头牛吃1天。 因为一公亩草地上2天新长的草可供1头牛吃1天,所以一公亩54天新长的草可供27头牛吃1天,33公亩草地上54天新生长的草可供27×33=891头牛吃1天。 而33公亩草地上54天的总草量可以供54×22=1188头牛吃1天,所以33公亩草地原有草量可供1188-891=297头牛吃1天,那么1公亩上原有草就可供297÷33=9头牛吃1天。 下面就可以分步列式求出答案了:

(1)一公亩一天新长草可供几头牛吃1天? (17*84/28-22*54/33)/(84-54)=0.5 (头) (2)一公亩原有草可供几头牛吃1天? (22*54-54*33*0.5)/33=9 (头) (3)40公亩24天的总草量可供几头牛吃1天? 9*40=360(头)

(4)40公亩牧场的草24天几头牛才能吃完? (360+0.5*24*24)/24=35 (头)

下面我们来看一下上述“牛吃草问题”解题方法在真题中的应用。

【例4】有一个灌溉用的中转水池,一直开着进水管往里灌水,一段时间后,用2台抽水机排水,则用40分钟能排完;如果用4台同样的抽水机排水,则用16分钟排完。问如果计划用10分钟将水排完,需要多少台抽水机?【广东2006上】

A.5台 B.6台 C.7台 D.8台

【答案】B

【例5】有一水池,池底有泉水不断涌出,要想把水池的水抽干,10台抽水机需抽8

小时,8台抽水机需抽12小时,如果用6台抽水机,那么需抽多少小时?【北京社招2006】

A.16 B.20 C.24 D.28

【答案】C

【例6】林子里有猴子喜欢吃的野果,23只猴子可在9周内吃光,21只猴子可在12周内吃光,问如果有33只猴子一起吃,则需要几周吃光?(假定野果生长的速度不变)【浙江2007】

A.2周 B.3周 C.4周 D.5周

【答案】C

【例7】物美超市的收银台平均每小时有60名顾客前来排队付款,每一个收银台每小时能应付80名顾客付款。某天某时刻,超市如果只开设一个收银台,付款开始4小时就没有顾客排队了,问如果当时开设两个收银台,则付款开始几小时就没有顾客排队了【浙江2006】

A.2小时 B.1.8小时 C.1.6小时 D.0.8小时

【答案】D 例题

旅客在车站候车室等车,并且排队的乘客按一定速度增加,检查速度也一定,当车站放一个检票口,需用半小时把所有乘客解决完毕,当开放2个检票口时,只要10分钟就把所有乘客OK了 求增加人数的速度还有原来的人数 设一个检票口一分钟一个人 1个检票口30分钟30个人 2个检票口10分钟20个人 (30-20)/(30-10)=0.5个人 原有1*30-30*0.5=15人 或2*10-10*0.5=15人

题目演变之一(青草减少)

由于天气逐渐变冷,牧场上的草每天以均匀的速度减少。经计算,牧场上的草可供20头牛吃5天,或可供16头牛吃6天。那么,可供11头牛吃几天? 答案8(天)

题目演变之二(不同草地)

有三块地,面积分别为:4公顷、8公顷、10公顷。草地上的草一样厚,而且长的一样快。第一块草地可供24头牛吃6周,第二块草地可供36头牛吃12周。问:第三快地可供50头牛吃几周?

A 8 B 9 C 10 D 11 答案B

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