五年级暑假奥数自编讲义.docx
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1、第一讲 统筹问题 在日常生活和消费中,我们会常常遇到一些事情须要进展合理、科学地支配,既要在指定时间内完成任务,又要考虑到精打细算,用最少的时间、人力、物力,发挥出最大的效率。这就涉与这一章的学问“统筹问题。它包含的内容特别广泛,例如统筹支配问题、排队问题、最短路途问题、场地设置问题、物资调运问题、最省运费问题等等,每类问题都有特定的解法。这些来源于生活的实际问题,正是启发同学们学数学、用数学最好的思维熬炼题目。例1 赵乡长下村召集甲、乙、丙、丁四个村的干部开会,这四个村子,每两个村子都是相距5千米(如以下图),参与会议的人数甲村8人,乙村5人,丙村3人,丁村7人。试求赵乡长应在( )村子召集
2、会议最为合理。 甲村 乙村 丙村 丁村 8人 5人 3人 7人点拔 要使全部参与会议的人所走路程的总和最小,首先,某村人数是总人数的一半以上,该村就是设置会场的最好地点,这称为“小往大靠。 其次,某村人数不超过总人数的一半,可以把本村人移到邻近 村庄,这称“支往干靠。解 四村总人数的一半是(8537)211.5(人),没有一个村庄的人数多于11.5人,属于“支往干靠。 甲村人数乙村人数8513(人) 丙村人数丁村人数3710(人) 因为1013,所以“小往大靠。 明显会议地点应选在乙村最为合理。例2 天津和广州同时制成大型电子计算机假设干台,天津可调往外地12台,广州可调往外地6台。现确定给成
3、都调去10台,给合肥调去8台,假设每台运费如下表所示,问怎样调运运费最省?点拨一 依题意,设广州调往合肥x台(x6)。依据题中的相应数量关系列关于总费用的关系式,再通过对最值问题的讨论,那么问题易解。解法一 设广州调往合肥x台(16),那么广州调往成都应为(6x)台,天津调往合肥(8x)台,天津调往成都12(8x)(4x)台,那么总费用为: 400x600(6x)500(8x)900(4x) 400x600x500x900x360040003600 200x11200 要使运费最省,只有当x0时,这时总运费为11200元。即天津调运4台到成都,调运8台到合肥,广州的6台全调运至成都,运费最省。
4、点拨二 通常从运费最少的地方考虑,如广州的6台全运给合肥,那么合肥还缺2台,再从天津运2台给合肥,其余运给成都。计算总费用,但不肯定最少。还应比较一下,须要量多、运费也多的地方如何运才能使运费最省,如广州的6台全运给成都后,再从天津运4台给成都,其余全部运给合肥。计算总运费,比较一下便知,怎样调运运费最少。解法二 通常从运费最少的那个地方考虑,如广州的6台全运往合肥只需40062400(元),还缺2台,再从天津运来2台运费为50021000(元),总计:240010003400(元),与上面计算的从天津调8台到合肥的运费50084000(元)比较是节约了,但总的费用反而多:1090034001
5、2400。这就告知我们,应当先比较一下,须要量多运费也多的地方如何运最省。如运往成都,广州6台运费60063600(元),成都还缺少4台,再从天津调运,运费90043600(元),比干脆从天津调运到成都省10900360036001800(元)。因此天津调运4台到成都,调运8台到合肥,广州的6台调运至成都,运费最少。例3 (“华罗庚金杯决赛试题)有十个村庄,坐落在从水库动身的一条马路上(如以下图,间隔 单位是千米),要安装水管,从水库送自来水供应各村,可以用粗细两种水管。粗管足够供应全部各村用水,细管只能供应一个村用水。粗管每千米要用8000元,细管每千米要用2000元。把粗管和细管适当搭配、
6、互相连接,可以降低工程的总费用,按你认为最节约的方法,费用应是多少?点拨 由题意可知,粗管每千米的费用正好是细管每千米费用的4倍,因此,假如在同一段上要安装4根以上的细管,就应当用一根粗管来代替,便可降低工程的总费用。解 假设从水库到每个村子都各接一根细管(如上图),那么在AB1、AB2、AB3、AB4、AB5、AB6之间各有10根、9根、8根、7根、6根、5根细管,应当把A与B6之间都换装粗管,工程的总费用将最低,这时的总费用是 8000(3052423)2000(2423225)414000(元)说明 做这类问题时,依据粗管费用是细管费用的a倍(或a倍),那么最终a(或a1)个村子用细管,
7、这样费用最省。例4 (北京市“迎春杯竞赛试题)甲地有89吨货物运到乙地,大卡车的载重量是7吨,小卡车的载重量是4吨,大卡车运一趟货物耗油14升,小卡车运一趟货物耗油9升。运完这些货物最少耗油多少升?点拨 大卡车载重7吨,运一趟货物用汽油14升,运1吨货平均用汽油1472(升);小卡车载重4吨,运一趟货物用汽油9升,运一吨货平均耗油942(升)。因为大卡车比小卡车耗油量少,应尽量用大卡车运。解 (1)假如89吨全用大卡车运,要运89713(趟),耗油1413182(升)。 (2)假如用大卡车运12趟,897125,所以剩下的5吨要用小卡车运2趟,耗油141292186(升)。 (3)假如用大卡车
8、运11趟,8971112,所以剩下的12吨用小卡车运3趟,耗油141193181(升)。 三种方法比较,支配大卡车运11趟,小卡车运3趟耗油最少,最少耗油181升。说明 计算这类问题时要留意,不肯定是大、小卡车正好把货物装完才最省油,须要尝试几种运法后才能得出正确答案。例5 (第二届“祖冲之杯邀请赛试题)某人从住地外出有两种方案,一种是骑自行车去,另一种是乘公共汽车去。明显公共汽车的速度比自行车的速度快,但乘公共汽车有一个等候时间(候车时间可看做是固定不变的)。在任何状况下,他总会采纳花时间最少的最正确方案。下表表示他到达A、B、C三地采纳最正确方案所须要的时间。为了到达离他8千米的地方,他须
9、要花多少分钟?请简述理由。目的地目的地距住地的路程最正确方案所需时间A地2千米12分钟B地3千米C地4千米18分钟点拨 A、B两地离住地相差1千米,多用3.5分钟;而B、C两地离住地相差1千米,只多用2.5分钟,由此可见,到A、B、C三地采纳了不同的方案。由于候车时间是固定的,由常识可知较远处的C地是乘公共汽车,而较近的A地是骑自行车。解 明显去B地不是骑自行车,因为假如去B地采纳骑自行车的方案,那么须要的时间是(122)318(分钟),而实际最正确方案只需15.5分钟,所以去B地是乘公共汽车。 由B、C两地都是乘公共汽车,可知汽车行1千米需1815.52.5(分钟),由此又可算出候车时间是8
10、分钟。828(分钟)。说明 这类题要依据路程间的相差关系和时间的相差关系来确定出最正确方案。例6 有四辆汽车要派往五个地点运送货物(如右图),中的数字分别表示五个地点完成任务须要的装卸工人数,五个地点共需装卸工20人。假如有些装卸工可以跟车走,那么应如何支配跟车人数与各点的装卸工人数,使完成任务所用的装卸工总人数最少?点拨一 可用尝试法。因为五个地点中需装卸工最多的是5个人,所以假如每辆车跟5名工人,那么每辆车到达任何一个地点,都能正常进展装卸。由此得到,跟车人数的摸索范围是15人。解法一 假设每车跟车5人,那么各点不用支配人,共需20人;假设每车跟车4人,那么原来需5人的点还需各支配1人,共
11、需18人; 假设每车跟车3人,那么原来需5人的点还需各支配2人,原来需4人的点还需各支配1人,共需17人; 同理可求出,每车跟车2人,共需18人;每车跟车1人,共需19人。 可见,支配每车跟车3人,原来需5人的两个点各支配2人,原来需4人的点支配1人,这时所用的装卸工总人数最少,需17人。点拨二 假设有m个地点,n辆车(nm),m个地点须要的人数按从多到少排列为 A1A2A3Am, 那么须要的最少总人数就是前n个数之和,即 A1A2An。 这时每车的跟车人数可以是An1至An之间的任一数。解法二 详细到例6,5个点4辆车,5个点中须要人数最多的4个数之和,即554317(人)就是须要的最少总人
12、数,因为A4A53,所以每车跟车3人。假设在例6是只有2辆车,其他条件不变,那么最少须要5510(人),因为A25,A34,所以每车跟车5人或4人。当每车跟车5人时,全部点不再支配人;当每车跟车4人时,须要5人的两个点各支配1人,其余点担心排人。说明 假如车辆数大于地点数,即nm,那么跟车人数是0,各点须要人数之和就是总共须要的最少人数。例7 (第四届“盼望杯邀请赛试题)某班40名师生星期天参与植树活动,师生按身体状况分成甲、乙、丙三种人员。他们的任务是挖树坑和运树苗两种活,要求挖树坑30人,运树苗那么运得越多越好。甲、乙、丙三种劳动人员的效率,如下表所示,试求最合理的人员安排方案与运树苗总数
13、。点拔 看了题目后,肯定会有人觉得这个问题不难解决,可以让甲种人员去挖坑,乙种和丙种人员去运树苗。这的确是一种方案。由于这种方案满意挖30个坑的要求,并且运树苗为220棵(1015710)。但这种方案不是最优方案。我们的目的是在完成挖树坑30个的根底上,使运树苗尽可能多,此时应用的方法是“相对效率法。解 先求出各种劳动人员的挖坑与运树的相对效率: 甲0.1,乙0.12,丙 由此得到:甲丙乙。10),还差4个树坑,最终支配2个甲种人员去挖坑,这样30个树坑的任务全都支配好了,剩下的13名甲种人员是运树,可运260棵(2013)树苗。这明显比前面所得220棵要多,如此得到了最优方案。即由13名甲种
14、人员去运树苗,其余的人员全部去挖树坑。说明 “相对效率是指一名劳动人员干两种工作的效率之比,如此题中甲种劳动人员挖树坑与运树苗的效率之比是0.1,它是指甲种劳动人员平均运一棵树,相当于他挖0.1个树坑。又如乙种劳动人员的相对效率是0.12,即乙种人员运一棵树,相当于他挖0.12个树坑。如此可知,虽然乙种人员一天内挖树坑或运树苗的单一效率比甲种人员差,但相对效率却比甲高,这就是说乙种人员在挖树坑时要比运树苗发挥的能量更大。练习一1.A、B两个粮店分别有70吨和60吨大米,甲、乙、丙三个居民点分别须要30吨、40吨和50吨大米。从A、B两粮店每运1吨大米到三个居民点的运费如下表所示。如何调运才能使
15、运费最少?2. 电车公司修理站有7辆电车须要进展修理。假如用一名工人修理这7辆电车的修复时间分别为12分钟、17分钟、8分钟、18分钟、23分钟、30分钟、14分钟。每辆电车每停开1分钟经济损失11元。如今由3名工作效率一样的修理工人各自单独工作,要使经济损失减到最低程度,最少损失多少元?3.某蔬菜专业队有甲等劳力15人、乙等劳力23人、丙等劳力15人、丁等劳力25人,他们既要整地,又要种菜,而且要求每天整出的地要与时种上菜。应如何调配支配劳力,才能使一天种菜25公亩,并整地尽量多?(各种劳力整地和种菜的效率如下表)4. A、B两地油井每月各产原油30万吨、50万吨,打算投资修建座炼油厂,加工
16、A、B两地所产的原油。炼油厂建于何处时,才能使运费最省?(两地吨公里运费一样)5. 打字室收到一份共12整页的文件,要求尽快打印。小王每小时能打3页,小红每小时能打4页。两人同时打字,小王和小红各打多少页完成任务最快?须要多少小时?6. 某水池可以用甲、乙两个水管注水,单放甲管需12小时注满,单放乙管需24小时注满。如今要求10小时注满水池,并且甲、乙两管合放的时间尽可能的少,那么甲、乙合放最少需多少小时?7.有一个80人的观光团,其中男50人,女30人,他们住的旅馆有11人、7人和5人的三种房间。男、女分住不同房间,而且每个房间都按原定人数住满了旅游团的成员。他们至少要住几个房间?8.一条单
17、线铁路上有A、B、C、D、E五个车站,它们之间的间隔 如以下图所示(单位:千米)。两列火车同时从A、E两站相对开出,从A站开出的火车每小时行60千米,从E站开出的火车每小时行50千米。由于单线铁路上只有车站才铺有停车的轨道,要使对面开来的列车通过,须在车站停车,才能让开行车轨道。因此应当支配在( )站相遇,才能使停车等待的时间最短。先到这一站的那列火车至少须要停车( )分钟。9. 某种产品是由一个大零件和两个小零件组成的,师傅每小时可消费9个大零件或者14个小零件。徒弟每小时可消费3个大零件或者10个小零件。如今要消费27个这种产品,两人合作至少用多少小时?10.建筑工程队给窗户安铁齿,须要长
18、度分别为44cm、36cm、65.5cm的钢筋。如今有一批长800cm的钢条,每锯断一根须要损耗0.5cm。最好每根800cm长的钢筋锯成44cm的( )根,36cm的( )根,65.5cm的( )根才不奢侈。11. 某缝纫社有甲、乙、丙、丁四个小组,甲组每天能缝制8件上衣或10条裤子;乙组每天能缝制9件上衣或12条裤子;丙组每天能缝制7件上衣或11条裤子;丁组每天能缝制6件上衣或7条裤子。如今上衣和裤子要配套缝制(每套一件上衣和一条裤子),7天中这四个小组最多可缝制多少套衣服?12. 钢筋原材料每件长7.3米,每套钢筋架子用长2.9米、2.1米和1.5米的钢筋各一段。如今须要绑好钢筋架子10
19、0套,至少要用去原材料几件?截料方法怎样最省?13. 有100名少先队员在岸边打算坐船去湖中离岸边600米的甲岛,等最终一人到达甲岛15分钟后,再去离甲岛900米的乙岛。现有机船和木船可各坐10人和25人,机船速度为每分钟300米,机船速度是木船速度的两倍。最终一批少先队员到达乙岛最短须要多长时间?(按小时计算)14. 甲、乙两个服装厂的工人和设备都能全力消费同一规格的西服。甲厂每月用的时间消费上衣,的时间消费裤子,全月恰好消费900套西服;乙厂每月用的时间消费上衣,的时间消费裤子,全月恰好消费1200套西服。如今两厂结合消费,尽量发挥各自特长多消费西服,那么如今每月比过去多消费西服多少套?1
20、5.某自然气站要安装自然气管道通往位于一条环形线上的AG七个居民区,每两个居民区间的间隔 如右图所示(单位:千米)。管道有粗、细两种规格,粗管可供全部七个居民区用气,每千米8000元;细管只能供一个居民区用气,每千米3000元。粗、细管的转接处必需在居民区中,问应怎样搭配运用这两种管道才能使费用最省?第二讲 时钟问题 时钟问题就是讨论钟面上时针和分针关系的问题。大家都知道,钟面的一周分为60格,分针每走60格,时针正好走5格,所以时针的速度是分针速度的。时钟问题常常围围着两针指时针与分针重合、垂直、两针成直线、两针成多少度角提出问题。因为时针与分针的速度不同,并且都沿顺时针方向转动,所以常常将
21、时钟问题转化为追与问题来解。例1 如今是2点,什么时候时针与分针第一次重合?分析:如右图所示,2点分针指向12,时针指向2,分针在时针后面 例2 在7点与8点之间,时针与分针在什么时刻互相垂直?分析:7点时分针指向12,时针指向7见右图,分针在时针后 面5735格。时针与分针垂直,即时针与分针相差15格,在7点与8点之间,有以下图所示的两种状况: 1顺时针方向看,分针在时针后面15格。从7点开始,分针要比时针多走35-15=20格,需 2顺时针方向看,分针在时针前面15格。从7点开始,分针要比时针多走351550格,需例3 在3点与4点之间,时针和分针在什么时刻位于一条直线上?分析:3点时分针
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