空间理解稍显困难,证明过程对快速解题没有帮助。一旦掌握了3个基本公式,一般问题都可以迎刃而解。
在班车里。即柳卡问题。不用基本公式解决,快速的解法是直接画时间-距离图,再画上密密麻麻的交叉线,按要求数交点个数即可完成。如果不画图,单凭想象似乎对于像我这样的一般人儿来说不容易。
2、对“发车问题”的化归与优化
“发车”是一个有趣的数学问题。解决“发车问题”需要一定的策略和技巧。本文重点解决这样两个问题:一是在探索过程中,如何揭示“发车问题”的实质?二是在建模的过程中,如何选择最简明、最严谨和最易于学生理解并接受的方法或情景?
为便于叙述,现将“发车问题”进行一般化处理:某人以匀速行走在一条公交车线路上,线路的起点站和终点站均每隔相等的时间发一次车。他发现从背后每隔a分钟驶过一辆公交车,而从迎面每隔b分钟就有一辆公交车驶来。问:公交车站每隔多少时间发一辆车?(假如公交车的速度不变,而且中间站停车的时间也忽略不计。)
(1)把“发车问题”化归为“和差问题”
因为车站每隔相等的时间发一次车,所以同向的、前后的两辆公交车间的距离相等。这个相等的距离也是公交车在发车间隔时间内行驶的路程。我们把这个相等的距离假设为“1”。
根据“同向追及”,我们知道:公交车与行人a分钟所走的路程差是1,即公交车比行人每分钟多走1/a,1/a就是公交车与行人的速度差。
根据“相向相遇”,我们知道:公交车与行人b分钟所走的路程和是1,即公交车与行人每分钟一共走1/b,1/b就是公交车和行人的速度和。
这样,我们把“发车问题”化归成了“和差问题”。根据“和差问题”的解法:大数=(和+差)÷2,小数=(和-差)÷2,可以很容易地求出公交车的速度是(1/a+1/b)÷2。又因为公交车在这个“间隔相等的时间”内行驶的路程是1,所以再用“路程÷速度=时间”,我们可以求出问题的答案,即公交车站发车的间隔时间是1÷【(1/a+1/b)÷2】=2÷(1/a+1/b)。
(2)把“发车问题”优化为“往返问题”
如果这个行人在起点站停留m分钟,恰好发现车站发n辆车,那么我们就可以求出车站发车的间隔时间是m÷n分钟。但是,如果行人在这段时间内做个“往返运动”也未尝不可,那么他的“往返”决不会影响答案的准确性
因为从起点站走到终点站,行人用的时间不一定被a和b都整除,所以他见到的公交车辆数也不一定是整数。故此,我们不让他从起点站走到终点站再返回。那么让他走到哪再立即返回呢?或者说让他走多长时间再立即返回呢?
取a和b的公倍数(如果是具体的数据,最好取最小公倍数),我们这里取ab。假如刚刚有一辆公交车在起点站发出,我们让行人从起点站开始行走,先走ab分钟,然后马上返回;这时恰好是从行人背后驶过第b辆车。当行人再用ab分钟回到起点站时,恰好又是从迎面驶来第a辆车。也就是说行人返回起点站时第(a+b)辆公交车正好从车站开出,即起点站2ab分钟开出了(a+b)辆公交车。
这样,就相当于在2ab分钟的时间内,行人在起点站原地不动看见车站发出了(a+b)辆车。于是我们求出车站发车的间隔时间也是2ab÷(a+b)=2÷(1/a+1/b)。
这样的往返假设也许更符合“发车问题”的情景,更简明、更严谨,也更易于学生理解和接受。如果用具体的时间代入,则会更加形象,更便于说明问题。
汽车间距=(汽车速度+行人速度)×相遇事件时间间隔
汽车间距=(汽车速度-行人速度)×追及事件时间间隔
汽车间距=汽车速度×汽车发车时间间隔
(2)、求到达目的地后相遇和追及的公共汽车的辆数。
标准方法是:画图——尽可能多的列3个好使公式——结合s全程=v×t-结合植树问题数数。
(3) 当出现多次相遇和追及问题——柳卡
【例 1】 某停车场有10辆出租汽车,第一辆出租汽车出发后,每隔4分钟,有一辆出租汽车开出。在第一辆出租汽车开出2分钟后,有一辆出租汽车进场.以后每隔6分钟有一辆出租汽车回场.回场的出租汽车,在原有的10辆出租汽车之后又依次每隔4分钟开出一辆,问:从第一辆出租汽车开出后,经过多少时间,停车场就没有出租汽车了?
【解析】 这个题可以简单的找规律求解
时间 车辆
4分钟 9辆
6分钟 10辆
8分钟 9辆
12分钟 9辆
16分钟 8辆
18分钟 9辆
20分钟 8辆
24分钟 8辆
由此可以看出:每12分钟就减少一辆车,但该题需要注意的是:到了剩下一辆的时候是不符合这种规律的到了12*9=108分钟的时候,剩下一辆车,这时再经过4分钟车厂恰好没有车了,所以第112分钟时就没有车辆了,但题目中问从第一辆出租汽车开出后,所以应该为108分钟。
【例2】
一条公路上,有一个骑车人和一个步行人,骑车人速度是步行人速度的3倍,每隔6分钟有一辆公共汽车超过步行人,每隔10分钟有一辆公共汽车超过骑车人,如果公共汽车始发站发车的时间间隔保持不变,那么间隔几分钟发一辆公共汽车?
【解析】 要求汽车的发车时间间隔,只要求出汽车的速度和相邻两汽车之间的距离就可以了,但题目没有直接告诉我们这两个条件,如何求出这两个量呢?
由题可知:相邻两汽车之间的距离(以下简称间隔距离)是不变的,当一辆公共汽车超过步行人时,紧接着下一辆公共汽车与步行人之间的距离就是间隔距离,每隔6分钟就有一辆汽车超过步行人,
这就是说:当一辆汽车超过步行人时,下一辆汽车要用6分钟才能追上步行人,汽车与行人的路程差就是相邻两汽车的间隔距离。
对于骑车人可作同样的分析。
因此,如果我们把汽车的速度记作V汽,骑车人的速度为V自,步行人的速度为V人(单位都是米/分钟),
则:间隔距离=(V汽-V人)×6(米),间隔距离=(V汽-V自)×10(米),V自=3V人。综合上面的三个式子,可得:V汽=6V人,即V人=1/6V汽,
则:间隔距离=(V汽-1/6V汽)×6=5V汽(米)
所以,汽车的发车时间间隔就等于:间隔距离÷V汽=5V汽(米)÷V汽(米/分钟)=5(分钟)。