内容正文:
第5讲 分段计费问题
考点梳理
分段计费问题是生活中常见的数学模型,其核心特征是:收费标准不统一,根据数量所在的区间不同,单价也不同。解决此类问题的关键在于“分段思考,合并计算”。
1. 核心概念
(1) 分段点(临界值):收费标准发生变化的数值界限。例如:用电量在200度以内和超过200度的部分价格不同,200就是分段点。
(2) 基础段:通常指第一段,往往包含一个固定的起步价或较低的基础单价。
(3) 超额段:超过分段点后的部分,通常单价更高(惩罚性收费)或更低(鼓励性收费,如批发)。
2. 解题两大基本模型
模型一:正向计算(已知数量,求总费用)
思路:将总数量按照分段点进行切割,分别计算每一段的费用,最后相加。
步骤:
(1) 判断总数量超过了几个分段点。
(2) 计算第一段(基础段)的费用: 。
(3) 计算第二段及后续段的费用: 。
(4) 总费用 = 各段费用之和。
模型二:逆向推导(已知总费用,求数量)
思路:先判断总费用处于哪个收费区间,再逐层剥离。
步骤:
(1) 计算第一段的满额费用。如果总费用小于它,说明只在第一段;如果大于,说明进入了下一段。
(2) 用总费用减去第一段的满额费用,得到剩余费用。
(3) 用剩余费用除以第二段的单价,得到第二段产生的数量。
(4) 总数量 = 第一段基础数量 + 第二段产生的数量。(若有更多段,依此类推)
模型三:比较与优化(方案选择)
思路:分别计算不同方案下的费用,或者寻找两种方案费用相等的“平衡点”。
技巧:对于固定套餐与按量计费的比较,可以先算出固定套餐折合的“等效单价”,或者直接计算临界使用量。
3. 易错点提醒
(1) 忘记分段:直接用总数量乘以最高或最低单价。
(2) 基数错误:在计算超额部分时,忘记减去前面的基础数量。
(3) 区间判断失误:在逆向推导时,未先验证费用是否超过上一段的封顶费用,导致除数错误。
例题讲解
【典型例题1】基础正向计算
某市自来水公司规定:每户每月用水10吨以内(含10吨),每吨收费2.5元;超过10吨的部分,每吨收费4元。小明家上月用水16吨,应缴水费多少元?
【跟踪训练1】
某停车场规定:停车2小时以内(含2小时)收费5元;超过2小时的部分,每小时收费3元(不足1小时按1小时计算)。张叔叔停车5小时,应付停车费多少元?
【典型例题2】逆向推导(已知费用求数量)
某地出租车收费标准如下:起步价10元(含3千米);超过3千米后,每千米收费2元。李叔叔付了24元车费,他乘坐了多少千米?
【跟踪训练2】
某通讯公司手机话费套餐:月租15元,包含100分钟通话时间;超过100分钟的部分,每分钟0.2元。王老师上个月话费共计35元,他上个月通话了多少分钟?
【典型例题3】多段计费与复杂逆向
某市实行阶梯电价:
第一档:0-200度,每度0.5元;
第二档:201-400度,每度0.6元;
第三档:400度以上,每度0.8元。
小红家上个月电费是172元,她家上个月用电多少度?
【跟踪训练3】
某快递公司的收费标准:
1千克以内(含1千克)收费10元;
1-5千克部分(不含1千克,含5千克),每千克加收3元;
5千克以上部分,每千克加收2元。
小明寄包裹花了34元,包裹重多少千克?
培优练习
1.某市燃气收费规定:每户每月用气 30 立方米以内(含 30 立方米),每立方米 2 元;超过 30 立方米的部分,每立方米 2.8 元。小华家这个月用气 38 立方米,需要交燃气费多少元?
2.公园停车场收费:停车 4 小时以内(含 4 小时)收费 8 元;超过 4 小时的部分,每小时收费 2.5 元,不足 1 小时按 1 小时算。王大伯停车 7 小时,应付停车费多少元?
3.自来水收费:每户每月用水 12 吨以内(含 12 吨),每吨 3 元;超过 12 吨部分,每吨 4.5 元。小刚家用水 17 吨,应缴水费多少元?
4.出租车收费:起步价 12 元(包含 4 千米),超过 4 千米之后,每千米 2.3 元。小明打车行驶 9 千米,一共要付车费多少元?
5.快递寄件收费:2 千克以内(含 2 千克)收费 12 元;2 千克以上到 6 千克(含 6 千克)部分,每千克 4 元;6 千克以上部分每千克 3 元。一件包裹重 8 千克,寄件费用是多少元?
6.阶梯电价:第一档 0~150 度,每度 0.55 元;第二档 151~300 度,每度 0.65 元;第三档 300 度以上每度 0.75 元。小宇家用电 260 度,电费多少元?
7.图书馆复印收费:复印 30 张以内(含 30 张)每张 0.4 元;超过 30 张的部分每张 0.25 元。需要复印 44 张,一共要花多少钱?
8.宽带超时使用费:每月基础使用 60 小时以内(含 60 小时)收费 40 元;超过 60 小时部分,每小时 1.8 元。小强家本月上网 72 小时,需要交多少使用费?
9.出租车收费标准:起步价 11 元(含 5 千米);超过 5 千米后每千米 2 元。小红打车一共付了 27 元,她坐车行驶了多少千米?
10.水费标准:每月用水 15 吨以内(含 15 吨)每吨 2.6 元;超过 15 吨部分每吨 3.2 元。乐乐家交水费 71 元,乐乐家用水多少吨?
11.手机话费:月租 20 元,包含 120 分钟通话;超过 120 分钟,每分钟 0.25 元。上个月总话费 45 元,一共通话多少分钟?
12.某寄件点收费:1 千克以内(含 1 千克)收费 9 元;超过 1 千克,不大于 4 千克部分,每千克 4 元。小宇寄包裹一共花 21 元,这个包裹重多少千克?
13.阶梯电价:第一档:0‑180 度,每度 0.5 元;第二档:181‑350 度,每度 0.6 元;第三档:350 度以上每度 0.7 元。小林家交电费 150 元,用电多少度?
14.停车场收费:3 小时以内(含 3 小时)收 6 元;超过 3 小时部分,每小时收费 2 元(不足 1 小时按 1 小时算)。李先生付停车费 18 元,最多停车几小时?
15.打印店打印:25 张以内(含 25 张)每张 0.5 元;超过 25 张部分每张 0.3 元。一共花了 20 元打印,打印多少张?
16.物流托运收费:5 千克以内(含 5 千克)收费 14 元;5‑10 千克(不含 5,含 10)每千克 3 元;10 千克以上每千克 2 元。一件货物托运缴费 43 元,货物重多少千克?
17.某地水费标准:每月用水 8 吨以内(含 8 吨)每吨 2 元;8‑15 吨(不含 8 吨,含 15 吨)每吨 3 元;超过 15 吨每吨 4 元。
(1)小军家用水 14 吨,水费多少元?
(2)小兰家交水费 62 元,用水多少吨?
18.阶梯燃气收费:第一档:0‑40 立方米,每立方米 2.2 元;第二档 41‑70 立方米,每立方米 2.7 元;第三档 70 立方米以上,每立方米 3.2 元。
(1)小方家使用燃气 65 立方米,应交燃气费多少元?
(2)小陈家交燃气费 202.5 元,用燃气多少立方米?
19.网约车收费:起步价 9 元(包含 3 千米);3‑10 千米部分,每千米 1.8 元;超过 10 千米部分每千米 2.5 元。
(1)乘车 12 千米,需要付车费多少元?
(2)某人乘车一共付费 32.6 元,乘车行驶多少千米?
20.书店打印店收费规则:打印 50 张以内(含 50 张),每张 0.4 元;51‑100 张(含 100 张)部分每张 0.3 元;100 张以上部分每张 0.2 元。
(1)打印 92 张,一共花费多少元?
(2)一共花 41 元打印,打印多少张?
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第5讲 分段计费问题
考点梳理
分段计费问题是生活中常见的数学模型,其核心特征是:收费标准不统一,根据数量所在的区间不同,单价也不同。解决此类问题的关键在于“分段思考,合并计算”。
1. 核心概念
(1) 分段点(临界值):收费标准发生变化的数值界限。例如:用电量在200度以内和超过200度的部分价格不同,200就是分段点。
(2) 基础段:通常指第一段,往往包含一个固定的起步价或较低的基础单价。
(3) 超额段:超过分段点后的部分,通常单价更高(惩罚性收费)或更低(鼓励性收费,如批发)。
2. 解题两大基本模型
模型一:正向计算(已知数量,求总费用)
思路:将总数量按照分段点进行切割,分别计算每一段的费用,最后相加。
步骤:
(1) 判断总数量超过了几个分段点。
(2) 计算第一段(基础段)的费用: 。
(3) 计算第二段及后续段的费用: 。
(4) 总费用 = 各段费用之和。
模型二:逆向推导(已知总费用,求数量)
思路:先判断总费用处于哪个收费区间,再逐层剥离。
步骤:
(1) 计算第一段的满额费用。如果总费用小于它,说明只在第一段;如果大于,说明进入了下一段。
(2) 用总费用减去第一段的满额费用,得到剩余费用。
(3) 用剩余费用除以第二段的单价,得到第二段产生的数量。
(4) 总数量 = 第一段基础数量 + 第二段产生的数量。(若有更多段,依此类推)
模型三:比较与优化(方案选择)
思路:分别计算不同方案下的费用,或者寻找两种方案费用相等的“平衡点”。
技巧:对于固定套餐与按量计费的比较,可以先算出固定套餐折合的“等效单价”,或者直接计算临界使用量。
3. 易错点提醒
(1) 忘记分段:直接用总数量乘以最高或最低单价。
(2) 基数错误:在计算超额部分时,忘记减去前面的基础数量。
(3) 区间判断失误:在逆向推导时,未先验证费用是否超过上一段的封顶费用,导致除数错误。
例题讲解
【典型例题1】基础正向计算
某市自来水公司规定:每户每月用水10吨以内(含10吨),每吨收费2.5元;超过10吨的部分,每吨收费4元。小明家上月用水16吨,应缴水费多少元?
【详解】
分析:用水量16吨,超过了10吨的分段点,需要分两段计算。
第一段(10吨以内): (元)
第二段(超过10吨的部分):
超额水量: (吨)
超额费用: (元)
总费用: (元)
【答案】 49元
【跟踪训练1】
某停车场规定:停车2小时以内(含2小时)收费5元;超过2小时的部分,每小时收费3元(不足1小时按1小时计算)。张叔叔停车5小时,应付停车费多少元?
【详解】
分析:停车5小时,超过2小时。注意“不足1小时按1小时算”,这里5小时是整数,无需向上取整,直接计算超时时长。
基础段:2小时收费5元。
超额段:
超时时间: (小时)
超时费用: (元)
总费用: (元)
【答案】 14元
【典型例题2】逆向推导(已知费用求数量)
某地出租车收费标准如下:起步价10元(含3千米);超过3千米后,每千米收费2元。李叔叔付了24元车费,他乘坐了多少千米?
【详解】
分析:首先判断24元是否超过起步价。 ,说明行驶里程超过了3千米。
扣除起步价:超出部分的费用为 (元)。
计算超额里程:超出部分的单价是2元/千米,所以超额里程为 (千米)。
计算总里程:起步里程 + 超额里程 = (千米)。
【答案】 10千米
【跟踪训练2】
某通讯公司手机话费套餐:月租15元,包含100分钟通话时间;超过100分钟的部分,每分钟0.2元。王老师上个月话费共计35元,他上个月通话了多少分钟?
【详解】
分析:总话费35元,大于月租15元,说明通话时间超过100分钟。
扣除月租:用于支付超额通话的费用为 (元)。
计算超额时间: (分钟)。
计算总时间: (分钟)。
【答案】 200分钟
【典型例题3】多段计费与复杂逆向
某市实行阶梯电价:
第一档:0-200度,每度0.5元;
第二档:201-400度,每度0.6元;
第三档:400度以上,每度0.8元。
小红家上个月电费是172元,她家上个月用电多少度?
【详解】
判断区间:
第一档满额费用: (元)。
因为 ,所以用电量超过200度。
第二档满额费用(201-400度共200度): (元)。
前两档总费用: (元)。
因为 ,所以用电量在第二档范围内(200-400度之间),未进入第三档。
计算第二档用电量:
扣除第一档费用后剩余电费: (元)。
第二档用电度数: (度)。
计算总度数:
总度数 = 第一档基数 + 第二档度数 = (度)。
【答案】 320度
【跟踪训练3】
某快递公司的收费标准:
1千克以内(含1千克)收费10元;
1-5千克部分(不含1千克,含5千克),每千克加收3元;
5千克以上部分,每千克加收2元。
小明寄包裹花了34元,包裹重多少千克?
【详解】
判断区间:
首重1千克费用:10元。
续重1-5千克(共4千克)满额费用: 元。
前5千克总费用: 元。
因为 ,说明重量超过5千克。
计算第三段重量:
扣除前5千克费用后剩余: (元)。
第三段单价2元/千克,重量: (千克)。
计算总重量:
总重量 = 5 + 6 = 11(千克)。
【答案】 11千克
培优练习
1.某市燃气收费规定:每户每月用气 30 立方米以内(含 30 立方米),每立方米 2 元;超过 30 立方米的部分,每立方米 2.8 元。小华家这个月用气 38 立方米,需要交燃气费多少元?
【详解】
用气 38 立方米,超过 30 立方米分段点,分两段计算。
第一段:30 立方米费用:(元)
超额部分:(立方米)
超额部分费用:(元)
总费用:(元)
【答案】82.4 元
2.公园停车场收费:停车 4 小时以内(含 4 小时)收费 8 元;超过 4 小时的部分,每小时收费 2.5 元,不足 1 小时按 1 小时算。王大伯停车 7 小时,应付停车费多少元?
【详解】
7 小时大于 4 小时,分段计算。
基础段 4 小时:8 元
超出时长:(小时)
超出部分费用:(元)
总费用:(元)
【答案】15.5 元
3.自来水收费:每户每月用水 12 吨以内(含 12 吨),每吨 3 元;超过 12 吨部分,每吨 4.5 元。小刚家用水 17 吨,应缴水费多少元?
【详解】
17 吨超过 12 吨,分两段。
12 吨以内费用:(元)
超出吨数:(吨)
超出费用:(元)
总水费:(元)
【答案】58.5 元
4.出租车收费:起步价 12 元(包含 4 千米),超过 4 千米之后,每千米 2.3 元。小明打车行驶 9 千米,一共要付车费多少元?
【详解】
9 千米>4 千米,分段计算。
起步价:12 元
超出里程:(千米)
超出费用:(元)
总车费:(元)
【答案】23.5 元
5.快递寄件收费:2 千克以内(含 2 千克)收费 12 元;2 千克以上到 6 千克(含 6 千克)部分,每千克 4 元;6 千克以上部分每千克 3 元。一件包裹重 8 千克,寄件费用是多少元?
【详解】
8 千克,分三段计算。
第一段 2 千克:12 元
第二段:(千克),费用(元)
第三段:(千克),费用(元)
总费用:(元)
【答案】34 元
6.阶梯电价:第一档 0~150 度,每度 0.55 元;第二档 151~300 度,每度 0.65 元;第三档 300 度以上每度 0.75 元。小宇家用电 260 度,电费多少元?
【详解】
260 度落在第二档,分两段。
第一档 150 度:(元)
第二档度数:(度)
第二档费用:(元)
总电费:(元)
【答案】154 元
7.图书馆复印收费:复印 30 张以内(含 30 张)每张 0.4 元;超过 30 张的部分每张 0.25 元。需要复印 44 张,一共要花多少钱?
【详解】
44 张超过 30 张。
前 30 张费用:(元)
超出张数:(张)
超出费用:(元)
总钱数:(元)
【答案】15.5 元
8.宽带超时使用费:每月基础使用 60 小时以内(含 60 小时)收费 40 元;超过 60 小时部分,每小时 1.8 元。小强家本月上网 72 小时,需要交多少使用费?
【详解】
72 小时>60 小时。
基础费用:40 元
超出时长:(小时)
超出费用:(元)
总费用:(元)
【答案】61.6 元
9.出租车收费标准:起步价 11 元(含 5 千米);超过 5 千米后每千米 2 元。小红打车一共付了 27 元,她坐车行驶了多少千米?
【详解】
,里程超过 5 千米。
超出部分费用:(元)
超出里程:(千米)
总里程:(千米)
【答案】13 千米
10.水费标准:每月用水 15 吨以内(含 15 吨)每吨 2.6 元;超过 15 吨部分每吨 3.2 元。乐乐家交水费 71 元,乐乐家用水多少吨?
【详解】
15 吨满额费用:(元)
,用水量超过 15 吨。
超出部分水费:(元)
超出吨数:(吨)
总吨数:(吨)
【答案】25 吨
11.手机话费:月租 20 元,包含 120 分钟通话;超过 120 分钟,每分钟 0.25 元。上个月总话费 45 元,一共通话多少分钟?
【详解】
,通话超过 120 分钟。
超额话费:(元)
超额通话时长:(分钟)
总通话时间:(分钟)
【答案】220 分钟
12.某寄件点收费:1 千克以内(含 1 千克)收费 9 元;超过 1 千克,不大于 4 千克部分,每千克 4 元。小宇寄包裹一共花 21 元,这个包裹重多少千克?
【详解】
首重 1 千克:9 元。
1‑4 千克这一段最多重量千克,最多费用元;前 4 千克总费用元。
正好花费 21 元,包裹重 4 千克。
【答案】4 千克
13.阶梯电价:第一档:0‑180 度,每度 0.5 元;第二档:181‑350 度,每度 0.6 元;第三档:350 度以上每度 0.7 元。小林家交电费 150 元,用电多少度?
【详解】
第一档满额:(元)
,超过 180 度。
前两档封顶费用:(元)
,电量落在第二档。
第二档电费:(元)
第二档度数:(度)
总用电:(度)
【答案】280 度
14.停车场收费:3 小时以内(含 3 小时)收 6 元;超过 3 小时部分,每小时收费 2 元(不足 1 小时按 1 小时算)。李先生付停车费 18 元,最多停车几小时?
【详解】
,停车超过 3 小时。
超出部分费用:(元)
超出时长:(小时)
总时长:(小时)
【答案】9 小时
15.打印店打印:25 张以内(含 25 张)每张 0.5 元;超过 25 张部分每张 0.3 元。一共花了 20 元打印,打印多少张?
【详解】
25 张费用:(元)
,打印张数大于 25 张。
超出花费:(元)
超出张数:(张)
总张数:(张)
【答案】50 张
16.物流托运收费:5 千克以内(含 5 千克)收费 14 元;5‑10 千克(不含 5,含 10)每千克 3 元;10 千克以上每千克 2 元。一件货物托运缴费 43 元,货物重多少千克?
【详解】
第一段 5 千克费用:14 元。
5 到 10 千克共千克,费用元;前 10 千克合计:元。
,重量超过 10 千克。
第三段费用:(元)
第三段重量:(千克)
总重量:(千克)
【答案】17 千克
17.某地水费标准:每月用水 8 吨以内(含 8 吨)每吨 2 元;8‑15 吨(不含 8 吨,含 15 吨)每吨 3 元;超过 15 吨每吨 4 元。
(1)小军家用水 14 吨,水费多少元?
(2)小兰家交水费 62 元,用水多少吨?
【详解】
(1) 14 吨,第一段 8 吨:元;
第二段:吨,元;
总水费:元。
(2) 8 吨费用:元;
8‑15 吨共吨,费用元;
前 15 吨总费用:元。
,用水超过 15 吨。
超出 15 吨的费用:元
超出吨数:(吨)
总吨数:(吨)
【答案】(1) 34 元;(2) 21.25 吨
18.阶梯燃气收费:第一档:0‑40 立方米,每立方米 2.2 元;第二档 41‑70 立方米,每立方米 2.7 元;第三档 70 立方米以上,每立方米 3.2 元。
(1)小方家使用燃气 65 立方米,应交燃气费多少元?
(2)小陈家交燃气费 202.5 元,用燃气多少立方米?
【详解】
(1) 65 立方米,第一档 40 立方米:元
第二档:立方米,元
总燃气费:元
(2) 第一档满额:元;
第二档共立方米:元;
前两档合计:元。
,进入第三档。
第三段费用:元
第三段气量:立方米
总气量:立方米
【答案】(1) 155.5 元;(2) 80.46875 立方米
19.网约车收费:起步价 9 元(包含 3 千米);3‑10 千米部分,每千米 1.8 元;超过 10 千米部分每千米 2.5 元。
(1)乘车 12 千米,需要付车费多少元?
(2)某人乘车一共付费 32.6 元,乘车行驶多少千米?
【详解】
(1) 第一段 3 千米:9 元
第二段:千米,元
第三段:千米,元
总车费:元
(2) 前 3 千米 9 元;3‑10 千米 7 千米,12.6 元;前 10 千米合计元。
,里程超过 10 千米。
超出 10 千米费用:元
超出里程:(千米)
总里程:(千米)
【答案】(1) 26.6 元;(2) 14.4 千米
20.书店打印店收费规则:打印 50 张以内(含 50 张),每张 0.4 元;51‑100 张(含 100 张)部分每张 0.3 元;100 张以上部分每张 0.2 元。
(1)打印 92 张,一共花费多少元?
(2)一共花 41 元打印,打印多少张?
【详解】
(1) 前 50 张:元
第二段:张,元
合计:元
(2) 50 张:20 元;
51‑100 张一共张:元;
前 100 张总费用:元。
,打印数量超过 100 张。
超过 100 张部分费用:元
超出张数:(张)
总张数:(张)
【答案】(1) 32.6 元;(2) 130 张
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