在招警考試行測數(shù)學運算中,青蛙跳井問題是困擾我們很多考生的難題,同時,青蛙跳井問題靈活多變,可以與行程問題、工程問題相結合,增加了題目難度,常使很多考生無從下手,下面專家結合具體的例子給大家做一詳細的講解,讓大家掌握該題型的解題方法,一分鐘內(nèi)即可解決青蛙跳井問題。
一、基本青蛙跳井問題
我們先由一道簡單的例題認識一下青蛙跳井問題。
例題:現(xiàn)有一口高10米的井,有一只青蛙坐落于井底,青蛙每次跳的高度為5米,由于井壁比較光滑,青蛙每跳5米下滑3米,這只青蛙跳幾次能跳出此井?
A.4 B.5 C.6 D.7
【解析】B。
方法一:枚舉法
此題比較簡單,可以通過枚舉法快速得到答案,但僅僅用該方法顯然不能滿足目前考試的需要,因為實際考試中,數(shù)據(jù)可能會較大,枚舉過于耗時,枚舉情況過多時也容易馬虎出錯,所以在此講述此方法主要是為了便于大家理解青蛙跳井的整個過程。
青蛙跳井問題關鍵特征:周期性、周期內(nèi)有正有負。
我們講這個例子主要是為了得出針對此類問題,簡單但適用性更強的解題方法-不定方程。
方法二:不等式法
先來分析一下青蛙跳井問題,青蛙不停地上跳下滑,一直在做周期性運動,我們可以把上跳1次下滑1次看做1個周期;不管最終青蛙跳幾次才能跳出此井,有一點是確定的,第一次跳出井口的時,它是在上跳的過程中,而不可能是在下滑的過程中,那么扣除最后1次跳出井口,其它恰好是完整周期,當最后一次下滑后,青蛙距離井口的高度≤跳1次能完成的高度時,青蛙再跳1次,即可跳出井口。
以此題為例,我們假設青蛙運動x個周期后,再跳1次,即可跳出井口。
青蛙每運動1周期能上移2m,運動x個周期后,上移(2x)m,此時距離井口的高度為10-2x≤5,解得x≥2.5,所以x=3,也就是青蛙運動3個周期后,再跳1次,即可跳出井口,與我們前面枚舉法做出來的結果相同,但就通過解不等式,就省卻了枚舉的過程,計算量小,用時短,不易出錯。
總結一下解題方法:
1.找到周期。分析每周期情況:上跳1次下滑1次為1周期,每周期完成高度2m,每周期完成高度的最大值5m。
2.解不等式。假設青蛙運動x個周期后,再跳1次,即可跳出井口。運動x個周期后剩余高度=總高度-每周期完成高度×x≤每周期完成高度的最大值,解出周期數(shù)。
3.計算次數(shù)。x個周期所用次數(shù)+x個周期后剩余高度所用次數(shù),兩部分分別計算相加。
再來做一題,練習一下不等式法解決青蛙跳井問題。
例題:現(xiàn)有一口高40米的井,有一只青蛙坐落于井底,青蛙每次跳的高度為4米,由于井壁比較光滑,青蛙每跳4米下滑1米,這只青蛙跳幾次能跳出此井?
A.11 B.12 C.13 D.14
【解析】C。
1.找到周期。分析每周期情況:上跳1次下滑1次,每周期完成高度3m,每周期完成高度的最大值4m。
2.解不等式。假設青蛙運動x個周期后,再跳1次,即可跳出井口。運動x個周期后剩余高度=40-3×x≤4。解出x≥12,所以運動了12個周期。
3.計算次數(shù)。12個周期所用次數(shù)12次+12個周期后剩余高度所用次數(shù)1次=13次。
二、青蛙跳井與工程問題相結合--增減交替合作求時間
在行測考試中,青蛙跳井問題常與工程問題結合,雖然看似題目的難度增大了,但其實只是題目表面變花哨,只要我們看出題目的本質為青蛙跳井問題,利用不等式法,仍可快速解答。
例題:一個水池有甲乙兩個進水管,一個丙出水管,單開甲管6小時注滿;單開乙管5小時注滿;單開丙管3小時放完;水池原來是空的,如果按照甲乙丙的循環(huán)輪流開放三個水管,每輪中各水管均開放1小時,那么經(jīng)過多少小時后水池的水注滿?
A.59 B.60 C.79 D.90
【解析】A。假設水池總水量I=30,則甲管的效率是5,乙管的效率是6,丙管的效率是-10。
此題中,水管一直在做周期運動,甲乙丙依次開放1h為1周期,周期內(nèi)有正有負,此題為典型的青蛙跳井問題。同樣,水池注滿時應該是在甲或者乙管注水時,
1.找到周期。分析每周期情況:甲乙丙依次開放1h為1個周期,每周期完成注水量1,每周期完成注水量的最大值11。
2.解不等式。假設x個周期后,甲或者乙再注水若干,即可注滿水池。x個周期后剩余水量=總水量-每周期完成注水量×x≤每周期完成注水量的最大值。30-1×x≤11,x≥19,所以注水19個周期,19個周期后剩余水量11。
3.計算時間。19個周期所用時間19×3h+19個周期后剩余水量所用時間2h(甲乙各注水1小時)=59h。
三、青蛙跳井與行程問題相結合--快慢交替追及求時間
例題:甲乙兩人計劃從A地步行去B地,乙早上7:00出發(fā),勻速步行前往,甲因事耽擱,9:00才出發(fā)。為了追上乙,甲決定跑步前進,跑步的速度是乙步行速度的2.5倍,但每跑半小時都需要休息半小時,那么甲什么時候才能追上乙?
A.10:20 B.12:10 C.14:30 D.16:10
【解析】C。設乙的速度是2,則甲的速度是5,乙早出發(fā)2h,甲出發(fā)時,甲乙兩人相距4,甲比乙多跑4就能追上乙。甲每跑半小時都需要休息半小時,則前半小時,甲比乙多跑5×0.5-2×0.5=1.5,后半小時,甲比乙多跑0-2×0.5=-1,每1小時為1個周期,周期內(nèi)有正有負,此題為典型的青蛙跳井問題。同樣,甲追上乙,應該是在前半個小時,甲在跑步過程中追上乙。
1.找到周期。分析每周期情況:前半小時,甲比乙多跑1.5,后半小時,甲比乙少跑1。每周期甲比乙多跑0.5,每周期甲比乙最多多跑1.5。
2.解不等式。假設x個周期后,甲在前半個小時跑步時追上乙,x個周期后剩余距離=總距離-每周期追上距離×x≤每周期甲比乙多跑的最大值。4-0.5×x≤1.5,x≥5,所以周期數(shù)為5,5個周期后甲乙之間剩余距離為1.5。
3.計算時間。5個周期所用時間5×1h+5個周期后剩余距離所用時間0.5h=5.5h。
上面的例題講解中,并沒有簡單的只給大家一個不等式,而是把做題的思考、分析過程以及步驟做了詳細的講解,便于大家快速理解并掌握該方法。
通過專家以上的講解可以明顯看出,只要把握住青蛙跳井問題的本質-周期性、周期內(nèi)有正有負,利用不等式法,只需進行簡單的計算,完全可以在一分鐘內(nèi)解決青蛙跳井問題。
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