小学数学鸡兔同笼方阵问题牛吃草

小学数学中,有许多经典的应用题。

以下是鸡兔同笼问题、方阵问题、牛吃草问题的解析,希望能对你有所帮助。

鸡兔同笼

含义

这是古典的算术问题。

已知笼子里鸡、兔共有的头和脚的数量,求鸡、兔各有多少只。这种问题被称作 鸡兔同笼问题。

已知鸡、兔的总数,以及鸡脚与兔脚的差,求鸡、兔各有多少只。这种问题被称作第二鸡兔同笼问题。

/数量关系/

鸡兔同笼问题

假设全都是鸡,则兔数=(实际脚数-2×鸡兔总数)÷(4-2)

假设全都是兔,则鸡数=(4×鸡兔总数-实际脚数)÷(4-2)

第二鸡兔同笼问题

假设全是鸡,则兔数=(2×鸡兔总数-鸡与兔的脚之差)÷(4+2)

假设全是兔,则鸡数=(4×鸡兔总数+鸡与兔的脚之差)÷(4+2)

/解题思路和方法/

这类问题也称置换问题。解此类题目,一般用假设法。先通过假设,再置换,使问题得到解决。

可以先假设都是鸡,也可以假设都是兔:

如果先假设都是鸡,然后以兔换鸡;

如果先假设都是兔,然后以鸡换兔。

例1

鸡和兔在一个笼子里,共有35个头,94只脚,那么鸡有多少只,兔有多少只?

答:

假设笼子里全部都是鸡,每只鸡有2只脚,应该有35×2=70(只)脚。

而实际有94只脚。这时,要用兔子替换鸡,补上这多出来的脚。

每只兔子比鸡多2只脚,一共多94-70=24(只)脚。

则,兔子有24÷(4-2)=12(只),鸡有35-12=23(只)。

例2

动物园里有鸵鸟和长颈鹿共70只,其中鸵鸟的脚比长颈鹿多80只,那鸵鸟有多少只,长颈鹿有多少只?

答:

假设全部都是鸵鸟,则一共有70×2=(只)脚。

此时长颈鹿的脚数是0,鸵鸟脚比长颈鹿脚多只。但题目里说,鸵鸟的脚只比长颈鹿多80只。

因此鸵鸟脚与长颈鹿脚的差数,多了-80=60(只),这是因为我们将其中的长颈鹿,通过假设换成了鸵鸟。

一只长颈鹿换成鸵鸟,鸵鸟的脚数会增加2只,而长颈鹿的脚数会减少4只,因此,鸵鸟脚数与长颈鹿脚数的差,就增加了6只。

综上所述,换成鸵鸟的长颈鹿有60÷6=10(只),鸵鸟有70-10=60(只)。

例3

李阿姨的农场里养了一批鸡和兔,共有条腿,如果鸡数和兔数互换,就共有腿条。鸡和兔一共有多少只?

答:

根据题意可得:前后鸡的总只数=前后兔的总只数。

将1只鸡和1只兔子分为一组,共有6条腿。

前后鸡和兔的总腿数有+=(只)

所以共有÷6=50(组),也就是鸡和兔的总只数是50只。

例4

一次数学考试,只有20道题。做对一题加5分,做错一题倒扣3分,不做算错,也扣3分。乐乐这次考试得了84分,那么乐乐做对了多少道题?

答:

如果20题全部做对,应该得20×5=(分)。而乐乐实际得84分,少了-84=16(分)。

做错一题和做对一题,之间相差5+3=8(分)。少了16分,也就是做错了16÷8=2(题)。

一共20题,所以乐乐做对了20-2=18(题)。

方阵问题

含义

将若干人或物,按一定条件排成正方形,简称方阵。

根据已知条件,求总人数或总物数,这类问题就是方阵问题。

/数量关系/

1.方阵每边人数与四周人数的关系:

四周人数=(每边人数-1)×4

每边人数=四周人数÷4+1

2.方阵总人数的求法:

实心方阵:总人数=每边人数×每边人数

空心方阵:总人数=外每边的人数平方-内每边的人

数平方内每边人数=外每边人数-层数×2

3.若将空心方阵分成四个相等的矩形计算,则:

总人数=(每边人数-层数)×层数×4

/解题思路和方法/

方阵问题有实心与空心两种。

实心方阵的求法是以每边的数字乘;空心方阵变化较多,其解答方法应根据具体情况确定。

例1

佳一学校参加运动会团体操比赛的运动员排成了一个正方形队列。如果要使这个正方形队列减少一行和一列,则要减少23人。那么参加团体操表演的运动员一共有多少人?

解题思路:

1.要知道参加表演的运动员共有多少人,只需要找到最外层每边有多少人。

2.一个正方形队列,减去一行和一列,就是去掉两条边上的人数。

其中,顶点上的人数计算了两次,所以减少的人数=每边的人数×2-1。

所以开始时,每边有(23+1)÷2=12(人),参加表演的有12×12=(人)。

例2

欢欢用围棋子围成一个三层空心方阵,最外一层每边有围棋子16枚。欢欢摆这个方阵共用了多少枚围棋子?

解题思路:

1.本题考查空心方阵。要根据四周的枚数和每边上的枚数之间的关系,算出每一层的棋子数。

2.方阵每向里一层,每边的枚数就减少2枚。

知道最外一层每边放16枚,就可求出第二层及第三层每边枚数;知道各层每边的枚数,就可以求出各层的总数。

解法1:

最外一层的棋子的枚数:(16-1)×4=60(枚),

第二层棋子的枚数:(16-2-1)×4=52(枚),

第三层棋子的枚数:(16-2-2-1)×4=11×4=44(枚),

所以,摆这个方阵共用了60+52+44=(枚)棋子。

解法2:

若将空心方阵分成四个相等的矩形计算,总棋数=(每边棋数-层数)×层数×4。

所以,摆这个方阵用了(16-3)×3×4=(枚)围棋子。

例3

一个实心方阵由81人组成,这个方阵的最外层有多少人?

答:

方阵的行数和列数相同,9×9=81,得出这是一个9行9列的方阵。

最外层人数与一边人数的关系=一边人数×4-4=一层人数。

所以最外层的人数是9×4-4=32(人)。

例4

明明在一个用棋子排成的实心方阵的下面和右面各多排一排棋子,一共用了23枚棋子,排成了一个新方阵。他又将这个新方阵改排成一个4层的空心阵,这个方阵最外层每边有多少枚棋子?

解题思路:

1.根据题意,排成的这个新方阵的每边棋子数是(23+1)÷2=12(枚),

那么,这个实心方阵的棋子总数是12×12=(枚)。

2.空心方阵中,相邻的两层的棋子数相差8。可以从这里找出等量关系,列方程解决。

答:

设最外层有x个棋子,

则从外到内每层的棋子数分别是(x-8)枚、(x-16)枚、(x-24)枚。

x+x-8+x-16+x-24=,解得x=48。

所以,这个方阵最外层每边有48÷4+1=13(枚)棋子。

牛吃草问题

含义

牛吃草问题是大科学家牛顿提出的问题,也叫牛顿问题。

这类问题的特点在于,要将草边长边吃的因素考虑进去。

/基本公式/

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)

4.牛头数=原有草量÷吃的天数+草的生长速度

这四个公式,是解决牛顿问题的基础。由于牛在吃草的过程中,草不断生长,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。

/数量关系/

1.草总量=原有草量+草每天生长量×天数

2.牛吃草的基本公式:y=(N-x)×T

y代表原有变量,

N代表促使原有存量减少的变量

x代表存量的自然增长速度

T代表存量完全消失所耗用的时间

/解题思路和方法/

牛吃草问题,和数量关系有关。解这类题的关键,在于要求出草每天的生长量。

解析:

草地上的草如果不长,牛的数量和牛吃草的速度恒定,那么牛吃草问题,就是个简单的工程问题。即:草的存量=牛吃草的速度×时间

但牛吃草的同时,草也在长。多了个增量,也就更复杂。

牛吃草的速度,比草长的速度快,两者相差,就是草的净消耗效率。牛越少,净消耗效率越低,吃的时间越长,草的总量(原有草量+生长草量)就越多。

虽然有多个变量,但牛吃草问题,本质上仍是工程问题,草的存量=草的净消耗效率×时间。

例1

这是一片新鲜的牧场,现有份草,每天都均匀地生长6份草。若一开始放26头奶牛,每头奶牛每天吃1份草。这片牧场的草够奶牛吃多少天?

解题思路:

1.本题考查的是牛吃草问题。

解决本题的关键是,求出每天新增加的草量。

在所求的问题中,可以让几头牛专吃新长出的草,其余的牛吃原有的草。

2.由题目可知:原有的草量+新长的草量=总的草量。

答:

奶牛除了要吃掉原有的草,也要吃掉新长的草。

原有的草量是不变的,每天新长的草量是匀速的,每天都长6份,每头奶牛每天吃1份,新长的草刚好够6头奶牛吃的量。

那么剩下的20头奶牛,吃的就是原有的草,每天吃20份,÷20=20(天)。

所以,这片牧场的草够奶牛吃20天。

例2

一水库原有存水量一定,河水每天均匀入库。5台抽水机连续20天可抽干;6台同样的抽水机连续15天可抽干。若要求6天抽干,需要多少台同样的抽水机?

答:

设每台抽水机每天可抽1份水。

5台抽水机20天抽水:5×20=(份)

6台抽水机15天抽水:6×15=90(份)

每天入库的水量:(-90)÷(20-15)=2(份)

原有的存水量:-20×2=60(份)

需抽水机台数:(60+6×2)÷6=12(台)

若要求6天抽干,需要12台同样的抽水机。

例3

某车站在检票前若干分钟就开始排队,每分钟来的旅客人数一样多。从开始检票到等候检票的队伍消失,同时开4个检票口需30分钟,同时开5个检票口需20分钟。如果同时打开7个检票口,那么需多少分钟?

解题思路:

1.本题考查的是牛吃草的问题。“旅客”相当于“草”,检票口相当于“牛”。

2.由题目可知,旅客总数由两部分组成:

一部分是开始检票前已经排队的原有旅客,另一部分是开始检票后新来的旅客。

答:

设1个检票口1分钟检票的人数为1份。

4个检票口花30分钟,共检票4×30=(份);5个检票口花20分钟,共检票5×20=(份)。

5个检票口,比4个检票口多花10分钟,共多检了-=20(份)票。

每分钟新增顾客数量是:20÷10=2(份)。

原有顾客总量为:-30×2=60(份)。

若同时打开7个检票口,可以让2个检票口专门通过新来的顾客,其余的5个检票口通过原来的顾客。

这样,需要60÷5=12(分钟)。

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