一元一次方程解行程与工程问题
行程问题抓住路程等于速度乘时间,相遇找路程和、追及找路程差;工程问题把总工作量看作 1,工作量等于效率乘时间,各部分工作量之和等于 1。
适用前提与边界条件
- 行程三量关系:路程 = 速度 × 时间
- 工程问题默认各队工作效率恒定,总工作量设为 1
定义
把实际问题中的数量关系抽象为一元一次方程求解,是方程建模的入门。两类最基本的模型:
行程问题基本量:路程 、速度 、时间 ,满足
- 相遇(相向):甲路程 + 乙路程 = 初始距离;
- 追及(同向):快者路程 − 慢者路程 = 初始距离;
- 航行:顺水(风)速度 = 静水速度 + 水(风)速,逆水(风)速度 = 静水速度 − 水(风)速。
工程问题:设总工作量为 ,工作效率 工作时间 = 完成工作量;独做 天完成则效率为 ,合作时效率相加:
推导(建模步骤与等量关系来源)
列方程解应用题的统一步骤:审(找已知未知)→ 设(直接或间接设未知数)→ 列(抓一个等量关系列方程)→ 解 → 验(检验方程的解是否符合实际意义)→ 答。
相遇模型推导:设甲、乙从相距 的两地相向而行,速度 ,同时出发经 相遇。相遇时两人走过的路段恰好铺满全程:
追及模型推导:慢者先行(或起点落后)距离 ,快者速度 ,经 追上。追上时两人到达同一位置,快者比慢者正好多走 :
工程合作推导:甲、乙独做分别需 天、 天,合作 天完成。甲每天完成 、乙每天完成 ,合作期间完成总量:
典例精析
行程:甲、乙两站相距 480 千米,慢车从甲站每小时 60 千米、快车从乙站每小时 100 千米同时相向开出,几小时相遇?
设 小时相遇:,解得 。检验:,符合实际,3 小时相遇。
工程:整理一批图书,一人做需 40 小时。先安排一部分人做 4 小时,再增加 2 人一起做 8 小时完成,每人效率相同,求先安排几人。
设先安排 人,每人每小时效率 。前段工作量 ,后段 人做 8 小时完成 :
先安排 2 人。
对比
| 模型 | 核心等量关系 | 典型句式 |
|---|---|---|
| 相遇 | 路程和 = 总距离 | 相向、相向而行、几时相遇 |
| 追及 | 路程差 = 原距离 | 同向、追上、落后 |
| 航行 | 船速 ± 水速 | 顺水、逆水、往返 |
| 工程 | 各段工作量和 = 1 | 独做、合作、完成 |
正例与反例
✅ 正例
- 甲乙相距 30 千米相向而行,速度 6 和 4,相遇时间 t 满足 6t+4t=30
- 甲独做 10 天、乙独做 15 天完成,则效率分别为 1/10、1/15,合作 x 天完成列式 (1/10+1/15)x=1
❌ 反例
- 追及问题用路程之和列式——同方向追及应用路程之差等于原距离
- 工程题把总工作量写成 100——把总量看作 1 时效率就是时间的倒数,别再乘 100
高频误解与考试易错
- 单位先统一:速度用千米/时则时间要换算成小时,米/分则全程用米和分
- 相遇问题列的是两人「路程之和」等于总路程,追及问题列的是「路程之差」等于原距离
- 顺水速度等于船速加水速、逆水速度等于船速减水速,注意加减方向
常见问题
行程问题什么时候画线段图?
条件稍复杂(往返、停留、相遇后继续)都建议画线段图标时刻与分段,直观看出路程的和差关系。
工程问题没有给总工作量怎么办?
设总工作量为 1,独做 n 天完成则每天效率为 1/n,合作效率为各效率之和。
环形跑道相遇和直线相遇列式一样吗?
反向而行合走一圈相遇(路程和为一圈周长);同向而行快的比慢的多走一圈追上(路程差为一圈周长)。
依据与出处
- 人教版(2024 审定)七年级上册 第五章《一元一次方程》