内容正文:
小升初数学专题
第3讲 牛吃草问题
一、知识地图:
二、基础知识:
英国科学家牛顿在他的《普通算术》一书中,有一道关于牛在牧场上吃草的问题,即牛在牧场上吃草,牧场上的草在不断的、均匀的生长。后人把这类问题称为牛吃草问题或叫做“牛顿问题”,类似的还有抽水问题等。我们具体来看一道典型的牛吃草问题:
牧场上长满牧草,每天牧草都匀速生长。这片牧场可供10头牛吃20天,可供15头牛吃10天。供25头牛可吃几天?
分析:要想知道这些草供25头牛可吃几天,必须知道草的总量和每头牛每天吃草的量。然而题目当中并没有告诉我们这样的条件。因此我们可以假设1头牛1天吃1份的草,那么10头牛20天可以吃10×20=200份草。15头牛10天可以吃15×10=150份草,有同学可能会奇怪了,同样都是把牧场的草吃完了,为什么吃草的总量不一样啊?你们明白为什么吗?
聪明的同学可能已经明白了,对,因为每天都会有新的草长出来, ,所以草的总量并不是固定不变的。吃的时间越长,长的草越多,草的总量也就多了。由刚才的计算我们可以看出,吃20天的草的总量比10天要多,原因就在于此。我们来看看下面这幅图:
从上面的图可以看出:草的总量可以分成两部分,一部分是原有的草,还有一部分是新长的草。10头牛20天吃的总草量比15头牛10天吃的总草量多,多出部分相当于10天新生长出的草量。设1头牛1天吃1份草,则10头牛20天比15头牛10天多吃份,则这块牧场每天新长份牧草。
在第一种情况中,20天一共新长了份牧草,而牛一共吃了份,说明原来有牧草份。
因为每天长5份的草,因此我们可以这样考虑,安排5头牛专门吃新长的草,剩下的牛吃原有的草,什么时候才能把草吃完呢?当牛把原有的草吃完的时候,草就不再生长了,也就是把所有的草全都吃完了。
25头牛中安排5头牛吃新草,剩下的20头牛去吃原有的草,那么原有牧草可维持5天,即可供25头牛吃5天。
解答牛吃草问题通常设每头牛每日吃掉的草量为单位“1”,解题关键在于通过对题中条件的分析比较,求出牧场上原有的草量,单位时间生长的草量。我们对于基本的牛吃草问题可以做如下总结,我们称之为"五步法":
1. 求出两个总量。
2. 总量的差÷时间差=每天长草量=安排去吃新草的牛数
3. 每天长草量×天数=总共长出来的草
4. 草的总量-总共长出来的草=原有的草
5. 原有的草÷吃原有草的牛=能吃多少天(或原有的草÷能吃多少天=吃原有草的牛)
当然,牛吃草问题的变化还比较多,因此以上"五步法"只能作为参考,切不可生搬硬套。
上面是从算术方法的角度,提供一种分析问题的思路。
我们应该在解题中时刻把握“牛吃草问题”的核心是:
牛吃草总量=草场原有草量+新长草量
这种关系,在实际题目中,一般会出现两种方案,对这两种方案的进行比较,是获得解题思路的捷径。
这种比较主要看两种方案“总草量”之差,这对应着两种方案的“时间差”。
具体来看这里的关系:
牛的头数×吃的天数=草场原有草量+每天长草量×吃的天数
由此可知,一般牛吃草问题,首先要把两个关键的量求出来:
(1)每天长草量
(2)草场原有草量
请“奥数研究生”们在下面的例题中揣摩这两个量的求解方法。
经典透析
【例1】有一牧场,已知养牛27头,6天把草吃尽,养牛23头,9天把草吃尽。如果养牛21头,那么几天能把草吃尽呢?
分析:同学们可以试着用"五步法"来解决一下这道题。注意要求出每天长草量和原有草量。
设1头牛1天吃1份的草,
1.求两个总量,27×6=162 23×9=207
2.总量的差÷时间差=每天长草量=安排去吃新草的牛数
(207-162)÷(9-6)=15
3.每天长草量×天数=总共长出来的草
15×6=90
4.草的总量-总共长出来的草=原有的草
162-90=72
5.原有的草÷吃原有草的牛=能吃多少天
72÷(21-15)=12
所以如果养牛21头,那么12天能把草吃尽
点评:对于比较基本的牛吃草问题,五步法还是很好用的。
【例2】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?
分析:很显然,这道题和我们上一道题是有区别的,上一题每天的草量在增加,而这道题却是草量每天减少。那么该怎么处理这个问题呢?上一道题我们安排了一部分牛去吃新长的草,那么这道题能不能把每天减少的草想象成是有一些牛来帮忙吃了呢?
设1头牛1天吃1份牧草,则20头牛5天吃掉20×5=100份牧草,16头牛6天吃掉16×6=96份牧草,说明6-5=1天牧场上的牧草减少100-96=4份,我们可以假设有4头牛来帮忙把这部分草给吃了。牧场上的原有草量是:100+4×5=120份。原来有11头牛,现在又有