小学数学讲义秋季五年级超常第9讲工程问题超常体系.pdf
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- 小学 数学 讲义 秋季 年级 超常 工程 问题 体系
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1、1第 9 级下 超常体系教师版第 9 讲知识站牌漫画释义五年级暑假列方程组解应用题五年级秋季分数应用题五年级秋季工程问题五年级寒假比例应用题六年级暑假浓度问题简单工程;多人合作;变速工程;交替施工;水管问题;工程经济第九讲工程问题2第 9 级下超常体系教师版小明买了根超长的面条,不知几百米小华和小明一起吃需要吃 4 天吃完,小华和小伟一起吃需要吃 6 天吃完,小伟和小明一起吃需要吃 12 天小华、小伟和小明一起吃需要几天呢?这个问题困扰了他们三个好几天,小明想了九天九夜,打了九摞草稿,发现三个条件合起来不就是每人算两次么?然后兴冲冲的列下算式:(4612)211(天)小朋友们,你们同意小明的算
2、法吗?假如我们知道面条有 600 米长呢?换成 60 米长呢?学完本讲后再来看看这道题吧!1、熟练掌握“工作效率 工作时间=工作总量”和基本工程问题解法;2、灵活运用量化总量法、单位“1”法、方程法和列表法等几种常见方法解决多人合作问题;3、学会简单的变速工程问题和交替工程问题一、基本概念工程问题的三个基本量是工作效率、工作时间和工作总量工作效率就是单位时间内完成的工作总量,类似于行程问题中的速度,它是衡量一个人工作快慢的量,简称工效工作时间就是完成工作总量所需的时间工作总量 工作效率 工作时间工程问题的本质就是研究工作总量、工作效率和工作时间三者之间的关系二、常用方法和技巧工程问题综合性极强
3、,在工程问题背景下,解题方法几乎囊括了鸡兔同笼问题、牛吃草问题、行程问题、和差倍分问题等问题的基本解法,而且与经济问题结合起来以后,能够形成更为复杂的模型,需要用到更复杂的解法所以同学们在拿到工程问题时一定要擦亮眼睛,认真分析,仔细审题,才能使用正确的方法关于工程问题有如下一些常用的解题方法和技巧:常规方法 量化总量法(整数思想方法,适用于还未从整数思想完全过渡到分数思想的学生)在某一项工程中,甲需要 A 天完成,乙需要B 天完成,而总工作量没有明确指出,而且如果设工程总量为 1 的话会导致工作效率是一个分数,这样会使计算显得很复杂,这个时候可以假设总工作量为W,其中,WA B,这样甲、乙两人
4、每天完成的工作量就可以用整数表示,而不需要用繁琐的分数,从而达到简化计算的目的;单位“1”法(整数到分数的过渡,已知数到未知数的过渡)当具体的工程总量未知的时候,不妨设工程总量为单位“1”,进而通过题目给出的各个工程参与者独立完成该工程的工作时间或工作效率来确定他们的工作效率或者工作时间,需要注意此时的工课堂引入教学目标经典精讲3第 9 级下 超常体系教师版第 9 讲作效率用分数来表示,前后的单位“1”必须一致;方程法(从未知数到代数的过渡)通过设未知数,根据题意找准工作总量、工作效率和工作时间,利用三者之间的关系,列出方程式求解方程法不仅仅适用于大多数工程问题,也适用于大多数应用题 特殊题型
5、及相应技巧 基本工程问题一个人干活的问题自然无需多算,基本工程问题考虑至少两个人以上的合作问题,包括简单的多人合作问题(已知独做求合作)、休息问题和工程问题中的归一问题(如已知 a 人 b 天干的活,求c 人 d 天干的活);在工程问题里,两人合干要求两人同时开始,同时结束,否则就不叫合作于是有:工效 1 工作时间+工效 2 工作时间=(工效 1+工效 2)工作时间;也就是合作工效 工作时间=合作总量;工作时间也是作为公因数提取出来的,各自在合作中的工作时间也就是合作的时间,所以工作总量和工作效率都可以直接相加求和(或相减求差),但工作时间往往不能因而,当题目已知独做(合作)时间时,往往需要转
6、化为独做(合作)工效或工作总量来计算(而且利用单位“1”法,由工作时间求倒数即得工效)在三个人以上的合作问题里,上述结论也是同样适用的;多人合作问题(已知合作求独做)等量代换(包括和差倍分法、比例法和假设法)这类题目包含两种类型的等量关系:一种已知工效或时间之间的和差倍分关系,另一种靠工作总量建立等量关系,前者按照和差倍分问题解决即可,后者依靠总量关系先列出等式,化简后往往获得比例关系,这时设出一个最小的“1 份”数来表示其他未知量,和已知数建立起关系来就可以解决问题了能熟练运用比例法的同学思维相对比较敏捷;在多人合作问题中,如果出现在工作效率和工作时间同时改变而工作总量不变的情况,这种情形非
7、常类似以前学过的鸡兔同笼问题和盈亏问题,这时可以假设相同工作时间,利用多做的部分建立等量关系来解决问题;有些问题不光要求完成工程,更要核算支付的金钱,所以产生了工程经济问题因为题目一般要求用钱最少,所以可以最后比较金钱在此之前,可以根据题目中的工程要求(一般是施工时间,采用和差倍分法),先筛选符合条件的工程队;多人合作问题(已知部分合作求全体合作)列表法(整体思想)列表法不仅在逻辑推理中有用,在很多其他类型的数学题中都很有用,工程问题就是其中之一当遇到多人共同完成某项工程,且他们在工程完成的过程中有时休息有时工作,从而导致每天完成的工程量都各不相同,或者已知多人中不同的几个人完成工作的情况不同
8、时,用其他方法来解题有一定的难度而如果采用列表法,把各个工程参与者实际工作情况通过表格的形式反映出来,不仅使条件清晰,而且能通过观察表格发现他们之间的关系,这种关系在很多时候表现为和倍关系,可以利用将问题中的几个队伍工效合在一起的整体思想或者通过多元一次方程的消元思想解决题目的问题;助人为乐问题合并工程法常规题型为已知三人工效,其中两人各干一项工程,第三人分别帮助两人,使最后同时结束,求帮助时间的问题基本做法为将两项工程合二为一,按照三人合作的题目来求出完成时间,最后再将两项工程分拆,求出第三人分别帮忙的时间;变速工程问题转化与方程由于合作、天气等原因,工效发生变化,这时可将特殊条件的工效假设
9、为一个新工程队,而且这个工程队的工效与原有工程队的工效有等量关系,这样就转化为一个多人合作问题,利用上述方法解决即可,此外,用方程法解决变速工程问题也是一种极为方便的方法;交替工程问题周期与估算在多人共同完成某项工程的时候,有时出现很多人交替完成的情形,这时可以从不同人开始的交替中找出周期性,去掉几个完整周期,最后一个不完整周期按顺序依次微调即可;水管问题(注、排水)工程追及问题4第 9 级下超常体系教师版对于刚接触水管问题的同学,将水管问题的题干翻译为工程问题可能会帮助其更易理解题意,相比于工程问题而言,水管问题最独特的地方在于排水管,其工效需要减去,同学们可以将其想象为“捣乱的工程队”,与
10、其说是工程问题的一个分支,不如说是工程追及问题更恰当一点;水管问题中的渗水问题中因为假设单位时间的渗水量不变,符合牛吃草问题的基本假设,可以参照牛吃草问题及其变型来解决 易错点分析孩子们容易在时间相加上犯错,尤其在交替工程问题中已知部分合作时间时,最后全加时往往会把时间相加(正确做法为先求工效再求平均),这时教师可以先让学生把他所求出来的时间和最快的队作比较,发现合作慢于独做的矛盾,再用提取公因数分析讲解,强调有“同时”条件的题目里,时间不可加1.一堆砖,小明每天搬 200 块,3 天搬完,则这堆砖共有_块,小明每天搬这堆砖的_(填分数)答案:600,132.挖一条 1000 米的渠道,需要
11、10 天完成,则平均每天挖_米,每天完成全部的_(填分数)答案:100,1103.一本 100 页的书,每天看 20 页,则_天可以看完,每天看完全书的_(填分数)答案:5,154.仓库里有 60 吨货物,甲单独 10 天可以搬完,乙单独 15 天可以搬完,若甲乙合作,则_天可以搬完答案:65.仓库里有一堆货物,甲单独 10 天可以搬完,乙单独 15 天可以搬完,若甲乙合作,则_天可以搬完答案:6模块 1:例 1-2,基本工程问题例 1:两人合作问题例 2:休息问题模块 2:例 3-5,多人合作问题例题思路知识点回顾5第 9 级下 超常体系教师版第 9 讲例 3:等量代换例 4:列表法例 5:
12、工程经济问题模块 3:例 6-8,变形工程问题例 6:变速工程问题例 7:交替工程问题例 8:助人为乐问题有一批零件,由师傅单独做需 14 天完成,如果和徒弟合做 10 天完成如果徒弟单独做,需多少天才能完成任务?(学案对应:超常 1)【分析】这个题是求徒弟的工作时间总工作量看成“1”,将徒弟的工作效率求出,就可以求出他的工作时间我们可以求出师傅的工作效率,也可以求出师徒合作的工作效率,徒弟的工作效率也就可以求出了师傅的工作效率:114师徒合作的工作效率:110徒弟的工作效率:111101435徒弟的工作时间:113535(天)一项工程,甲单独做 40 天完成,乙单独做 60 天完成现在两人合
13、作,中间甲因病休息了若干天,所以经过了 27 天才完成问甲休息了几天?【分析】法 1(常规法):在整个过程中,乙没有休息,所以乙一共干了 27 天,完成了全部工程的19276020,还有91112020是甲做的,所以甲干了 111222040(天),休息了27225(天)法 2(假设法):假设中间甲没有休息,则两人合作 27 天,应完成全部工程的119()2740608,超过了单位“1”的91188,则甲休息了115840(天)一件工作,若单独做,则甲可比规定时间提前 2 天完成,而乙需超过规定时间 3 天才能完成现在甲、乙两人合作 2 天后,剩下的继续由乙单独做,恰好在规定时间完成若甲、乙二
14、人一直合作,那么完成这件工作需要几天时间?【分析】甲乙合作 2 天,可以认为甲 2 天干的活正好补上乙超过规定时间 3 天的活,这样乙正好在规定时间完成任务甲 2 天工作量=乙 3 天工作量,乙 1 天工作量是甲 23天工作量例 1例 2例 36第 9 级下超常体系教师版乙工效=甲工效23有了上面工作效率的关系,就可以求出甲、乙工效,然后求出规定时间,后面的问题就可以迎刃而解法 1(方程法):设规定时间是 x,则甲工效(2)x 乙工效(3)x甲工效2(2)3x 甲工效(3)x12x 所以甲工效110,乙工效11511161015(天)法 2(比例法):甲效:乙效3:2,甲时:乙时2:3,由于甲
15、单独完成的时间与乙单独完成的时间相差325天,所以,甲独做的时间 5(32)210天,乙独做的时间为5(32)315 天甲工效110,乙工效115,11161015(天)【铺垫】工程队修一条公路,原计划每天修 720 米,实际每天比原计划多修 80 米,因而提前 3 天完成了任务这条路全长_千米【分析】由于实际每天比原计划多修 80 米,而提前3 天完成了任务,所以实际上总共多修的公路即等于按原计划3 天修的公路,所以实际上修的天数为:72038027(天),所以,这条路全长为:(72080)2721600(米),即 21.6 千米某工程如果由第一、二、三小队合干需要 12 天才能完成;如果由
16、第一、三、五小队合干需要 9 天才能完成;如果由第二、四、五小队合干需要 8 天才能完成;如果由第一、三、四小队合干需要 18天才能完成那么这五个小队一起合干需要多少天才能完成这项工程?(学案对应:带号 1)【分析】首先将各个小队之间的组合列成表:一队二队三队四队五队工作效率1121918118从表中可以看出,一队、三队在表中各出现 3 次,二队、四队、五队各出现 2 次,那么,例 4720米3天80米7第 9 级下 超常体系教师版第 9 讲如果将第二、四、五小队的组合计算两次,那么各种组队的工作效率和中 5 个小队都被计算了 3 次所以五个小队的工作效率之和为:11111+2+3=12981
17、86,五个小队一起合干需要11=66(天)【拓展】水池上安装有 A、B、C、D、E 五根水管,有的专门放水,有的专门注水如果每次用两根水管同时工作,注满一池水所用的时间如下表:A、BC、DE、AD、EB、C2610315试求注水效率最高的水管几小时可以将空池注满?放水效率最高的水管几小时可以将满水池水放完?【分析】五管效率之和为 1111172261035121171261212,E 为出水管,效率为:1121111101260,A 为进水管,效率为 1160;1111926060,B 为进水管,效率为1960;11531212,D 为进水管,效率为 512;5111264,C 为出水管,效率
18、为 14;注水效率最高的是 D 管,注水时间为:512.412(小时)放水效率最高的是 C 管,放水时间为:1144(小时)一项工程,如果由甲、乙、丙共同工作,45天可以完成,需付工程款 2700 元;如果由甲、乙、丁共同工作,40 天可以完成,需付工程款2800 元;如果由乙、丙、丁共同工作,36 天可以完成,需付工程款 2880 元;如果由甲、丙、丁共同工作,30 天可以完成,需付工程款2700 元现决定将工程承包给某一工程队,确保工程要在100天以内完成,且支付的工程款尽量的少,那么应该将工程交给哪一个工程队,支付的工程款是多少元?(学案对应:带号 2)【分析】甲、乙、丙、丁的工效和是:
19、111113()345403630360;甲的工效是:131136036120;乙的工效是:131136030360;丙的工效是:13113604090;丁的工效是:13113604572可见甲、乙、丙、丁完成工程需要的时间分别为 120 天、360 天、90 天和 72 天要确保工程在 100 天以内完成,只能选择丙队或丁队然后比较选择丙队或丁队应支付的工款 甲、乙、丙每天需要的工程款 27004560元;甲、乙、丁每天需要的工程款 28004070元;例 58第 9 级下超常体系教师版乙、丙、丁每天需要的工程款 28803680元;甲、丙、丁每天需要的工程款 27003090元甲、乙、丙、
20、丁每天需要的工程款的总和为3100(60708090)元甲、乙、丙、丁每天需要的工程款分别是1008020元,1009010元,1007030元,1006040元如果由丙队独自完成整项工程,那么需要支付 30902700元;如果由丁队来完成,需要支付 40722880元将两者进行比较,丙队的总工程款更少,所以工程应该交给丙甲、乙两个工程队分别负责两项工程晴天,甲完成工程要 10 天,乙完成工程要 16 天;雨天,甲和乙的工作效率分别是晴天时的 30%和 80%实际情况是两队同时开工、完工,在施工期间,下雨的天数是多少?(学案对应:超常 2,带号 3)【分析】法 1:在晴天,甲队、乙队的工作效率
21、分别为 110 和 116,甲队比乙队的工作效率高113101680;在雨天,甲队、乙队的工作效率分别为 1330%10100和 1180%1620,乙队的工作效率比甲队高 1312010050由 3115 880 50 知,8 个晴天 15 个雨天,两个队的工作进程相同,此时完成了工程的138151.2510100,所以在施工期间,公有81.256.4个晴天,151.2512个雨天例 6希尔伯特旅馆假设有一家旅馆,里面有很多房间,但所有的房间都已经住满客人这时来了一位新客人,想订一个房间,旅馆主人只能抱歉地说:“对不起,所有的房间都住满了”现在又有一家旅馆,里面有无限个房间,而且所有的房间也
22、都客满了这时也来了一位新客人,想订一个房间,这时旅馆主人却说:“不成问题!”接着他就把 1 号房间的旅客移到 2 号房间,2 号房间的旅客移到 3 号房间,3 号房间的旅客移到 4 号房间,就这样继续移下去然后新客人就能住进了已被腾空的 1 号房间!神奇吧!我们再假设一个有无限个房间的旅馆,各个房间也都住满了客人这时又来了无数位想要订房间的客人“好的,先生们,请等一会儿”旅馆主人说原来他把 1 号房间的旅客移到 2 号房间,2 号房间的旅客移到 4 号房间,3 号房间的旅客移到 6 号房间,如此等等,这样继续下去现在,所有的单号房间都腾出来了,新来的无数位客人也都可以住进去,问题解决了!此时,
23、又来了无数个旅行团,每个旅行团有无数个旅客,只见这个老板不慌不忙,气定神足的去解决问题了同学们,你能猜猜旅馆主人是怎么解决这个棘手的问题的吗?9第 9 级下 超常体系教师版第 9 讲法 2:设晴天有 x 天,雨天有 y天,甲队在下雨天的工作效率是:1330%10100乙队在下雨天的工作效率是:1180%1620,所以有:131101001111620 xyxy,解得:6.412xy易错点分析:在晴天,甲队、乙队的工作效率分别为 110 和 116,甲队比乙队的工作效率高113101680;在雨天,甲队、乙队的工作效率分别为 1330%10100和 1180%1620,乙队的工作效率比甲队高 1
24、312010050由 31:15:880 50 知,8 个晴天 15 个雨天,忽略了此时其实已经完成工程的1.25 倍,而实际上只需要 45 的时间,即6.4 个晴天,12 个雨天即可【铺垫】加工一批零件,甲单独做需要 60 小时,乙单独做需要 50 小时,已知每小时乙比甲多做 12件,如果甲的工作效率提高 40%,而乙每小时比原来多做 4 件,那么两人合作这批零件的23 需要多少小时?【分析】111236005060(个)零件总数36006060(个)甲工效36005072(个)乙工效2360060 1.4724153(时)蓄水池有甲丙两条进水管,和乙丁两条排水管,要灌满一池水,单开甲管需3
25、小时,单开丙管需5小时,要排光一池水,单开乙管需4小时,单开丁管需要6小时,现在池内有 16 池水,如果按甲、乙、丙、丁、甲、乙、丙、丁的顺序轮流打开1小时,问多少小时后水开始溢出水池?(学案对应:超常 3,带号 4)【分析】甲、乙、丙、丁各开1小时后,水池中的水就增加:11117345660注意每次四个水管轮流打开后,水池的水不能超过池的 23,否则开甲管的过程中水池里的水就会溢出故:2172436607所以甲、乙、丙、丁循环4次后,水池中的水还不到 23,所以第五次循环不会有水溢出例 710第 9 级下超常体系教师版循环5次后(20小时)池中的水已有:17356604只需再由甲注入3131
26、434(小时)故320 4 小时后开始溢出【铺垫】甲、乙、丙、丁四名打字员承担一项打字任务,若由这 4 人中的某人单独完成打字任务,甲需要 24 小时,乙需要 20 小时,丙需要 16 小时,丁需要 12 小时(1)如果甲、乙、丙、丁四个人同时打字,那么需要多少小时完成?(2)如果按甲、乙、丙、丁、甲、乙、丙、丁的顺序轮流打字,每轮中每人打字各 1 小时,那么需要多少小时完成?(3)能否把(2)题中所说的甲、乙、丙、丁的次序做适当的调整,其余都不变,使完成这项打字任务的时间至少提前半小时?如果不能,请说明理由;如果能,至少说出一种轮流次序,并求出能提前多少小时完成打字任务?【分析】(1)四人合
27、作的总工作效率为111119+=2420161280四人合作用时 1 1980=8019(小时)(2)将 4 小时(甲、乙、丙、丁)看做一个循环,完成了总工作量的 1980,16 小时完成 1980 4=7680,还剩 17680=120 的工作量未完成;再由甲做 1 小时,还剩下 112024=1120 的工作量未完成;再由乙做,需要用时 1120 120=16(小时)总共用时:44+1+16=17 16(小时)(3)无论四人如何排序,前 16 小时完成的都是总工作量的 7680,所以要让剩下的 120 的工作量用时尽量少,那么把效率最高的丁排在四人的第一个,用时 120 112=35(小时
28、)比原来少用了 7365=1730(小时)半小时所以按照 丁、甲、乙、丙 的顺序(顺序不唯一),能提前1730 小时【铺垫】一项工程,第一天甲做,第二天乙做,第三天甲做,第四天乙做,这样交替轮流做,那么恰好用整数天完工;如果第一天乙做,第二天甲做,第三天乙做,第四天甲做,这样交替轮流做,那么完工时间要比前一种多半天已知乙单独完成这项工程需要 20 天,则甲单独完成这项工程需要多少天?【分析】设甲的工作效率为 m,乙的工作效率为 n,则有()()()1mnmnmnm()()()0.51nmnmnmnm因为前面的工作量都相等,所以 m=n+0.5m,即 m=2n,由乙单独完成这项工程需要 20 天
29、,知120n,所以1,10m 11第 9 级下 超常体系教师版第 9 讲即甲单独完成这项工程需要111010(天)现有甲、乙、丙、丁四个工程队,甲、乙、丙各接受一个工作量相同的工程这四个队单独完成一个工程所用时间分别是 28 天、24天、20 天、30 天甲、乙、丙三个队于同一天开工,丁队先帮甲队工作 x 天,接着帮乙队工作 y 天,最后帮助丙队工作到完工如果 x,y 是整数且甲、乙、丙三队在同一天完工,则 x=_,y=_,且丁队帮丙队工作的天数(未必是整数)为_(学案对应:超常 4)【分析】错误解法:由于三个队于同一天开工,丁队最后帮助丙队工作到完工,三队在同一天“同时完工”,所以共需用时间
30、:1111563282420303(天)此时,甲的工程还剩:561113283乙的工程还剩:561213249丙的工程还剩:5611132015于是,乙队帮甲、乙工作的天数分别为:130103x,2203093y 丁帮丙工作的天数为:130215 从而,得到 x,y 不全是整数的矛盾结论正确解法:由于 4 个队一起开工,所以共需用的理论天数为:1111563282420303(天)18天从而,甲、乙、丙三队是在第19天“内”完工的由于 x,y 皆为整数,所以:丁帮甲工作的天数 x 不多于:1151181028307(天),而甲在第19天还开工,从而丁帮甲工作不超过10 天若9x,甲的工作时间为
31、:11319193028519,显然不可能,10 x 丁帮乙工作的天数 y 不多于:111118724302(天)而乙在第 19 天也还开工,所以丁帮乙工作的天数不超过 7 天若6y,乙的工作时间为:11116193024519,显然不可能,7y 丁帮丙工作的天数为:1114110712020305(天)例 812第 9 级下超常体系教师版则10 x,7y;且丁队帮丙队天作的天数(未必是整数)为 415(教师可以在学生做本题掉入陷阱后铺垫一个内容:区别同一天完成和同时完成,最好先改题让学生自己发现寻找乐趣,然后引导此外教师还要清楚常规助人为乐问题并非这么难,而是像铺垫题这样,属于整体法的一种)
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