郜舒竹
在北京市小学生第十五届“迎春杯”数学竞赛决赛试卷中有这样一道试题:
A、B、C三人要从甲地到乙地,步行速度都是每小时5千米,骑车速度都是每小时20千米。现在只有一辆自行车,他们想了一个办法:先让A骑车走,同时B、C步行;A骑了一段后,再换步行而把车放在途中,留给B接着骑;B骑了一段后,再换步行而把车放在途中,留给C接着骑到乙地。这样A、B、C三人恰好同时到达乙地。已知甲地到乙地全长12千米,那么从甲地到乙地他们共用了多少小时?
本题的特点就是在车少人多的情况下,通过合理搭配行车与步行,使得所有人都尽快同时到达目的地。这类问题通常有两种情况,一种是自行车,一种是汽车,汽车与自行车的区别在于汽车可以来回接送,而自行车是在原地等待人来骑。我们先来解决这道题。
要求出共用多少时间,很明显关键是求出每个人骑车和步行分别行了多少距离,由于无论是骑车还是步行三人的速度是相同的,并且是同时到达,所以每个人步行所行的距离一定是相等的,同样每个人骑车所行的距离也是相等的。根据题目的叙述我们可以知道,自行车在中途有两次等待,一次是A放下后等待B来骑,一次是B放下后等待C来骑,我们只要能够确定自行车这两个等待地点的位置,本题就迎刃而解了。
从已知条件可以知道,自行车的速度是每小时20千米,步行速度是每小时5千米,自行车速度是步行速度的(20÷5=)4倍,这也就是说,在相同时间内,自行车所行的距离是步行距离的4倍。
把从甲地到A放下车的地点这段距离平均分成4份,A放下车时,B、C步行了其中的1份,我们把这1份叫做1倍量;A与B、C继续步行了3倍量后,B开始骑车,此时B与A相距3倍量,所以当A步行1倍量,B骑车行了4倍量时,B追上A,这时B放下车与A一起步行,三人又各自向前步行了3倍量后C开始骑车,此时C与A、B相距3倍量,所以A、B步行1倍量,C骑车行了4倍量后,三人同时到达乙地。
从以上过程不难发现,从甲地到乙地的全程恰好是12倍量,每人骑车行了4倍量,步行了8倍量,因此每人骑车距离为4千米,步行距离为8千米。所以所用时间为:
4÷20+8÷5=1.8(时)
本题还有一个更为简便的分析方法。由于三人骑车和步行共行了全程的3倍,其中自行车行了全程的1倍,所以三人步行了全程的2倍,每人就行
用同样方法就可以将时间求出。这个方法依据的事实是每个人无论是骑车还是步行,他们的速度是相同的。
下面再看一道类似的问题:
小张和小李都要从甲地到乙地,甲、乙两地相距54千米。他们只有一辆自行车,两人约定分别各骑车行一段路,步行一段路,先骑车的人骑了一段路后将车放下留给后面步行的人,最后二人以最短的时间同时到达乙地。已知二人骑车的速度都是每小时15千米,小张步行的速度为每小时3千米,小李步行的速度为每小时4千米。求二人从甲地到乙地所用的时间。
本题中并未指明谁先骑车,谁先步行,我们不妨假设小张先步行,小李先骑车。由于自行车速度是小张步行速度的5倍,采用上题的第一个方法,先来确定小李放下车的地点。把从甲地到小李放下车地点这段距离平均分成5份,小李放下车时,小张步行了其中的1份,小张继续步行剩余的4份骑了:
这时只要小张骑车恰好在乙地追上小李即可,也就是说二人同时到达乙现:
至此我们就可以求出从甲地到乙地全程相当于:
所以小张步行距离,也就是小李骑车距离为:
小李步行距离,也就是小张骑车距离为:
全程所用时间为:
或用如下方法:
以上是按小张先步行,小李先骑车的假设解决问题的。本题与前面问题的主要区别在于二人步行速度不同,因此如果改为小李先步行,小张先骑车,那么放下车的地点就一定不一样,可从甲地到乙地的总时间会不会变化呢。仔细想一想,如果不好确定,那就不厌其烦的按上述方法再做一遍。
以上两道题是“车少人多”中自行车的情况,下一期我们将介绍“车少人多”中汽车的情况。