数学运算问题一共分为十四个模块,其中一块是特殊情境问题。牛儿吃草问题是特殊情境问题中的一种。
牛儿吃草问题根据“牛”和“草地”的不同,只有分为标准型牛儿吃草问题、牛羊同吃草问题、M头牛吃W亩草问题三种类型。无论“牛”的种类和数目怎么变化,最主要还是采用方程法列出方程,然后求解。同学只要牢牢把握这三种主要类型,就能轻松搞定牛儿吃草问题。
1、 题型简介
牛儿吃草问题又称为消长问题或牛顿牧场问题,是17世纪英国伟大的科学家牛顿提出的。典型牛儿吃草问题通常给出不同头数的牛吃同一片草,这片草地既有原有的草,又有每天新长出的草,假设草的变化速度及原有存量不变,求若干头牛吃这片地的草可以吃多少天。掌握牛儿吃草问题,可以帮助同学们解决原有存量的负载量“如原有草量可供几头牛吃多少天”问题。
2、核心知识
y=(N-x)×T
y代表原有存量(比如“原有草量” );
N代表促使原有存量减少的消耗变量(比如“牛数” );
x代表存量的自然增长速度(比如“草长速度”,也就是每天生长的草量为x头牛一天吃的草量),如果草自然减少,“-”变为“+” ;
T代表存量完全消失所耗用的时间。
只要是标准型牛儿吃草问题、牛羊同吃草问题、M头牛吃W亩草问题三种类型,便可套用以上公式。
3、核心知识使用详解
(1)有牛有羊时,需要将牛全部转换为羊,或者将羊全部转换为牛,再代入公式计算;
(2)出现“M头牛吃W亩草”时,N用“M/W”代入,此时N代表单位面积上牛的数量。
1.标准型牛儿吃草问题
例1:(江苏2009-78)
有一池泉水,泉底均匀不断涌出泉水。如果用8台抽水机10小时能把全池水抽干或用12台抽水机6小时能把全池水抽干。如果用14台抽水机把全池水抽干,则需要的时间是:
A. 5小时
B. 4小时
C. 3小时
D. 5.5小时
“用8台抽水机10小时能把全池水抽干”,相当于消耗变量1为8,存量完全消失所耗用的时间1为10。
“用12台抽水机6小时能把全池水抽干”,相当于消耗变量2为12,存量完全消失所耗用的时间2为6。
“如果用14台抽水机把全池水抽干,则需要的时间是”,相当于消耗3为14,求存量完全消失所耗用的时间3。
[解析] 】
依题意:
设池中泉水的原有存量为y;
每小时涌出的水量即自然增长速度为x;
14台抽水机将泉水存量完全消失所耗用的时间3为T小时。
代入公式:
所以,选A。
2.牛羊同吃草问题
例2:
牧场上有一片青草,草每天以均匀的速度生长,这些草供给20头牛吃,可以吃20天;供给100头羊吃,可以吃12天。如果1头牛一天的吃草量相当于4只羊一天的吃草量,那么20头牛,100只羊同时吃这片草,可以吃几天?( )
A. 2
B.
C.
D. 8
将题目中的“羊”全部转换为“牛”。
“这些草供给20头牛吃,可以吃20天”,相当于消耗变量1为20,存量完全消失所耗用的时间1为20。
“供给100头羊吃,可以吃12天”、“1头牛一天的吃草量相当于4只羊一天的吃草量”,相当于消耗变量2为100/4=25,存量完全消失所耗用的时间2为12。
“那么20头牛,100只羊同时吃这片草,可以吃几天?”,相当于消耗变量3为20+100/4=45,求存量完全消失所耗用的时间3。
[解析]
根据题意:
设牧场上青草的原有存量为y;
草每天的生长速度即自然增长速度为x;
20头牛,100只羊同时吃这片草可以吃的天数即存量完全消失所耗用的时间3为T天。
代入公式:
所以,选B。
3.M头牛吃W亩草问题
例3:
如果22头牛吃33亩牧场的草,54天后可以吃尽,17头牛吃28亩牧场的草,84天可以吃尽,那么要在24天内吃尽40亩牧场的草,需要多少头牛?( )
A. 50
B. 46
C. 38
D. 35
此题属于M头牛吃W亩草问题,将单位牧场的牛数代入“N”。
“如果22头牛吃33亩牧场的草,54天后可以吃尽”,相当于消耗变量1为22/33,存量完全消失所耗用的时间1为54。
“17头牛吃28亩牧场的草,84天可以吃尽”,相当于消耗变量2为17/28,存量完全消失所耗用的时间2为84。
“那么要在24天内吃尽40亩牧场的草,需要多少头牛?”,相当于存量完全消失所耗用的时间3为24,求消耗变量3。
[解析]
根据题意:
单位牧场草的原有存量为y;
单位时间草的增长量即自然增长速度为x;
要在24天内吃尽40亩牧场的草需要牛的头数即消耗变量3为N。
代入公式:
所以,选D。
1.标准型牛儿吃草问题
例4:(江苏2008C类-19)
春运高峰时,某客运中心售票大厅站满等待买票的旅客,为保证售票大厅的旅客安全,大厅人口处旅客排队以等速度进入大厅按次序等待买票,买好票的旅客及时离开大厅。按照这种安排,如果开10个售票窗口,5小时可使大厅内所有旅客买到票;如果开12个售票窗口,3小时可使大厅内所有旅客买到票,假设每个窗口售票速度相同。现决定使大厅人口处旅客速度增加到原速度的1.5倍,并在2小时内使大厅中所有旅客买到票,按这样的安排至少应开售票窗口数为:
A. 15
B. 16
C. 18
D. 19
“如果开10个售票窗口,5小时可使大厅内所有旅客买到票”,相当于消耗变量1为10,存量完全消失所耗用的时间1为5。
“如果开12个售票窗口,3小时可使大厅内所有旅客买到票”,相当于消耗变量2为12,存量完全消失所耗用的时间2为3。
“在2小时内使大厅中所有旅客买到票”,相当于存量完全消失所耗用的时间3为2,求消耗变量3。
[解析]
根据题意:
设售票大厅旅客的原有存量为y;
每小时买好票的旅客即自然增长速度为x;
“现决定使大厅人口处旅客速度增加到原速度的1.5倍”,即自然增长速度变为1.5x;
2小时内使大厅中所有旅客买到票至少应开售票窗口数即消耗变量3为N;
代入公式:
所以,选C。
例5:
有一水池,在某次大雨后灌满了一池水,水在池底以均匀的速度渗走进入深层地下水。如果想把水池的水抽干,8台抽水机需要3小时,5台抽水机需要4小时。如果想在6小时之内抽干水,至少需要多少台抽水机?( )
A. 4
B. 3
C. 2
D. 1
“8台抽水机需要3小时”,相当于消耗变量1为8,存量完全消失所耗用的时间1为3。
“5台抽水机需要4小时”,相当于消耗变量2为5,存量完全消失所耗用的时间2为4。
“如果想在6小时之内抽干水,至少需要多少台抽水机?”,相当于存量完全消失所耗用的时间3为6,求消耗变量3。
[解析]
根据题意:
设池水的原有存量为y;
水在池底的渗走的速度即自然增长速度为x,由于是减少量,“-”变为“+”;
6小时之内抽干水至少需要抽水机的台数即消耗变量3为N。
代入公式:
所以,选C。
2.M 头牛吃W亩草问题
例6:
某船的若干个排水舱因故障渗进了相同多的海水,并且还在以相同且恒定的速度渗进更多的海水。船长分别指派24个、50个、36个水手去处理船头(4个排水舱)、船中(10个排水舱)和船尾(8个排水舱)的渗水。6分钟后,船头处理完毕,再过3分钟,船中处理完毕,请问再过几分钟船尾可以处理完毕?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
此题属于M头牛吃W亩草问题,单位排水舱的水手数代入“N”。
“船长分别指派24个、50个、36个水手去处理船头(4个排水舱)、船中(10个排水舱)和船尾(8个排水舱)的渗水。6分钟后,船头处理完毕,再过3分钟,船中处理完毕,”,相当于消耗变量1为24/4,消耗变量2为50/10,消耗变量3为36/8,存量完全消失所耗用的时间1为6,存量完全消失所耗用的时间2为6+3=9,
求存量完全消失所耗用的时间3。
[解析]
根据题意:
单位排水舱水的原有存量为y;
单位时间进水量即自然增长速度为x;
处理船尾还需要的时间为T。
代入公式:
所以,选C。
学完知识点后就应该进行实战演练了,自我检测中的题目是91UP专家团针对本条知识精选出来的典型题目。题 不在多而在于精,在洞察其万变不离其宗的模式,认真完成自我检测可以事半功倍举一反三。