消長問題,俗稱牛吃草問題,為英國大科學家牛頓所創。初遇此類型,很多學生頓感不知所措。網上雖有此類問題的解析和公式,但往往只是泛泛而談,學生根本不能真正理解公式背後的意義。今天我嘗試帶領大家來探討這些公式。我們先看一道典型題:
例1:一片牧場上的草勻速生長。30頭牛5天可以把草吃完;20頭牛10天也可以把草吃完。問15頭多少天把草吃完?
要想求出15頭牛要多少天能吃完草,我們至少要知道兩個因素,一個是草的總量,另外一個是每頭牛每天吃多少草。關於後者,我們通常假設每頭牛每天吃草是1份,當然你也可以用未知數表示,或者用五角星、三角形表示,結果都是相同的。這就如同我們遇到工程問題的時候,通常把工程量當做「1」來處理。
至於前者,我們可能錯誤地認為草的總量就是牧場原有草的量,這就忽略了一種重要因素,即草是勻速增長的,每天都在增加,直到最後一天牛把新草、舊草全部吃完。草的單位在題目中也沒有提及,我們同樣用「份」來表示,這樣單位就統一了。新草的總量=草的生長速度(每天長出多少新草)X天數,故牛吃草的總量=牧場原有的草量+新增草的總量
有了上面的基礎,我們只要藉助下圖就可以直觀看出一些端倪。其中紅色線段表示牧場原有草量,後面的每個小段表示草每天的增長量。
所以, 20頭牛10天吃草總量(下方的線段,20X10X1=200份)與30頭牛5天吃草總量(上方的線段30X5X1=150份)之差就是5(10-5=5)天的草增長量。
故牧場每天的草增長量為:(200-150)÷(10-5)=10(份) 牧場原有的草為:150-10X5=100(份)
這樣我們就得出以下兩個公式:
草的生長速度=(對應的牛頭數×吃的較多天數-對應的牛頭數×吃的較少天數)÷(吃的較多天數-吃的較少天數)(1)
原有草量=牛頭數×吃的天數-草的生長速度×吃的天數(2)
在(2)的基礎上,我們根據乘法分配律可以得到:
原有草量=吃的天數X(牛頭數-草的生長速度)
所以:吃的天數=原有草量÷(牛頭數-草的生長速度)(3)
在(3)的基礎上,我們根據除法的意義可以得到
牛頭數=原有草量÷吃的天數+草的生長速度(4)
接下來,我們來繼續解題,問15頭牛多少天把草吃完?根據公式(3),我們列算式得出
100÷(15-10)=20(天),答:略。
只要理解此類題的邏輯關係,上面的四個公式無需死記。此類題的關鍵就是要把草每天增長的量先求出來,繼而求出牧場原有草量。求出這二者之後,我們還可以用列方程的辦法解題。假設牛需要吃X天,那麼有100+10X=15X,同樣得到X=20。
消長問題在小學數學階段還是比較難的,它難就難在隱形的因素多。希望本篇文章能為你的數學學習之路排憂解難,越是戰勝難度大的題目,成就感也會越強!