鄔建霞
【摘要】行程問題是初中數(shù)學中的常見問題,其難度差別較大,問題種類多,因為行程問題涉及起點、終點、方向及交通方式等多個條件,任何條件的改變都有可能造成解題方法的不同,而且有些數(shù)量關系復雜且隱蔽,不容易發(fā)現(xiàn),因此如何靈活地解行程問題是初中數(shù)學的難點之一.本文將常見的行程問題歸納為四種類型,分析介紹其解題方法并分別進行舉例說明,以期望幫助學生對利用一元一次方程解行程問題有更全面的了解.
【關鍵詞】初中數(shù)學;一元一次方程;行程問題
1 直線型追及問題
這里的“直線型”是指非封閉線路.“追及”是指同向運動,有前有后,前者慢,后者快,后者追前者.
等量關系:追及時,快者比慢者多走一個初始路程差.“初始路程差”是指快者出發(fā)時,兩人相距的路程.通常列方程用到的等量關系為快者所走的路程=慢者所走的路程+兩人初始路程差;快者所走的路程=慢者先走的路程+慢者后走的路程.
例1 小明和小紅約定一起去操場打羽毛球,兩人都步行從教室出發(fā),并且沿同一路線走,教室距離操場1800米.小紅先出發(fā),步行的速度是30米/分,小明比小紅晚出發(fā)10分鐘,比小紅早20分鐘到達圖書館.
(1)求小明步行的速度;
(2)求小紅出發(fā)多長時間后小明追上小紅(要求列方程解答).
解 (1)1800÷1800÷30-10-20=60,
因此小明的速度為60米/分.
(2)設小紅出發(fā)x分鐘后小明追上小紅,則此時小明出發(fā)x-10分鐘,
根據(jù)題意有30x=60x-10,
解得x=20,
因此小紅出發(fā)20分鐘后小明追上小紅.
2 環(huán)形相遇問題
人在圓、橢圓、多邊形等封閉線路上的運動問題,若是相向而行,則為相遇問題.
同起點、同時間、背向出發(fā),首次相遇時,兩者合走了1圈.等量關系:從出發(fā)到相遇所用時間=環(huán)形周長/兩者速度和.第n次相遇時,兩者合走了n圈.
不同起點、同時出發(fā)的追及或相遇問題,也有類似的等量關系.但要注意,第一次相遇時多走的或合走的路程不是整圈.
例2 小明和小紅約定一起在足球場跑步,已知小紅的跑步速度為2米/秒,小明的跑步速度為3米/秒,他們沿著400米的環(huán)形跑道從同一處背向出發(fā).6秒后,一只小狗從小紅處以6米/秒的速度向小明跑,遇到小明后,又從小明處以每秒6米的速度向小紅跑,如此往返.請問在小紅和小明第一次相遇時,小狗共跑了多少米?
解 設小明和小紅跑了x秒后第一次相遇,則小狗跑了x-6秒,
根據(jù)題意有2x+3x=400,
解得x=80,
則小狗跑的時間為x-6=80-6=74秒,
所以小狗共跑了6×74=444米.
3 航行問題
航行問題也叫航海問題、流水問題,也包括飛機的飛行問題.船在江河里航行時除了本身的靜進速度外,還受到流水的速度的影響,在這種情況下計算船只的航行速度、時間和所行的路程就是航行問題.
航行問題有以下兩個基本公式:順水速度=船速+水速,即v順=v船+v水;逆水速度=船速-水速,即v逆=v船-v水.將這兩式相加或相減,還可得到v船=(v順+v逆)/2,v水=(v順-v逆)/2.
這里,船速是指船在靜水中的速度,順水速度和逆水速度分別指順流航行時和逆流航行時船的速度(注意單位名稱要統(tǒng)一).
例3 A、B兩碼頭相距120千米,水速為2千米/時,從A碼頭到B碼頭為順水航行.當甲、乙兩船同時從A、B兩碼頭相向而行,兩船3小時相遇;當甲、乙兩船同時從A碼頭向B碼頭出發(fā),1小時后,甲船比船多航行20千米.
(1)求甲、乙兩船在靜水中的速度;
(2)當甲、乙兩船分別從A、B兩碼頭同向順流而下,甲船出發(fā)時不慎將一漂浮物掉入水中,當甲船到漂浮物的距離是到乙船距離的2倍時,求甲船從A碼頭出發(fā)行駛了多長時間.
解 (1)設甲船在靜水中的速度是x千米/時,則乙船在靜水中的速度是x-20千米/時.
依題意有3x+2+x-20-2=120,
解得x=30,則x-20=10,
因此甲船在靜水中的速度是30千米/時,乙船在靜水中的速度是10千米/時.
(2)設甲船從A碼頭出發(fā)行駛了y小時,
①如圖1,當甲船未追上乙船時,由“甲船到漂浮物的距離是到乙船距離的2倍”,
可得30y=2(AB+BC-AD),
可列方程為30y=2(120+12y-32y),
解得y=24/7.
②如圖2,當甲船超過乙船時,由“甲船到漂浮物的距離是到乙船距離的2倍”,
可得30y=2(AB+BC-EF),
可列方程為30y=2(120+12y-2y),
解得y=24,
因此甲船從A碼頭出發(fā)行駛了24/7或24小時.
4 火車過橋問題
這是一類車過橋、車過隧道的問題.相關的概念有車長、橋長(隧道長)車速等,問題類似“車完全在橋上(或隧道里)的時間,車從上橋到完全離開橋的時間”等.
火車過橋問題中重要的是弄清相關的“路程”是什么.火車過完橋走的路程是指從車頭上橋開始,到車尾離橋這段時間內火車行駛的路程.而火車完全位于橋上的時間,是指車頭和車尾都在橋上的時間,即從車尾上橋開始,到車頭離橋這段時間.
例4 有一座過江的鐵路橋長1000米,有一列火車從開始上橋到完全過橋共用了60秒,而這輛火車整列車廂完全在橋上的時間為40秒,求火車的速度和長度.
解 設火車的速度為x米/秒,則火車的長度可表示為(60x-1000)米,車長又可以表示為(1000-40x)米,
因此根據(jù)題意有60x-1000=1000-40x,
解得x=20,則60x-1000=200,
所以火車的速度為20米/秒,火車的長度為200米.