世界著名的大科學(xué)家牛頓歷來(lái)喜歡研究運(yùn)動(dòng),他在運(yùn)動(dòng)和變化中考察問題.他著的《普通算術(shù)》一書中曾提出一個(gè)有趣的數(shù)學(xué)問題:12頭牛4周吃
草的生長(zhǎng)速度不變.問需要多少頭牛才能在18周吃完24公頃的牧草.這類問題被人們稱之為牛頓的"牛吃草"問題.下面我們共同討論一下這類題的特點(diǎn)及解法.
例1 牧場(chǎng)上有一片牧草,供24頭牛6周吃完,供18頭牛10周吃完.假定草的生長(zhǎng)速度不變,那么供19頭牛需要幾周吃完?
分析:這個(gè)問題的難點(diǎn)在于,草一邊被牛吃掉,一邊仍在生長(zhǎng),也就是說牧草的總量隨時(shí)間的增加而增加.但不管牧草怎么增長(zhǎng),牧場(chǎng)原有草量與每天(或每周)新長(zhǎng)的草量是不變的,因此必須先設(shè)法找出這兩個(gè)量來(lái).我們可以先畫線段圖(如圖5-1).
從上面圖對(duì)比可以看出,18頭牛吃10周的草量比24頭牛吃6周的草量多,多出的部分恰好相當(dāng)于4周新生長(zhǎng)的草量.這樣就可以求出草的生長(zhǎng)速度,有了每周新長(zhǎng)的草量,就可以用24頭牛吃6周的草量減去6周新長(zhǎng)的草量,或用18頭牛吃10周的草量減去10周新長(zhǎng)的草量,得到牧場(chǎng)原有的草量.有了原有的草量和新長(zhǎng)的草量,問題就能很順利求解了.
解:設(shè)1頭牛吃一周的草量的為一份.
(1)24頭牛吃6周的草量
24×6=144(份)
。2)18頭牛吃10周的草量
18×10=180(份)
(3)(10-6)周新長(zhǎng)的草量
180-144=36(份)
。4)每周新長(zhǎng)的草量
36÷(10-6)=9(份)
(5)原有草量
24×6-9×6=90(份)
或18×10-9×10=90(份)
。6)全部牧草吃完所用時(shí)間
不妨讓19頭牛中的9頭牛去吃新長(zhǎng)的草量,剩下的10頭牛吃原有草量,有
90÷(19-9)=9(周)
答:供19頭牛吃9周.