英国大科学家牛顿曾经出过一道饶有趣味的题目,这就是著名的牛吃草问题: 有一片牧场,已知饲牛10头,20天把草吃完;若饲牛15头,则10天把草吃完; 饲牛25头,问几天把草吃完? 解答此题的难点在于每天有新的草产生,草的数量总是在不断变化,也就是 说这类问题的工作总量是不固定的,一直在匀速变化。 因此,解答这类题目的关键是想办法从变化中找出不变量。牧场上原有的草 总量是不变的,新长出的草虽然在变化,但因为我们假设它是匀速生长,所以每 天新长出的草量也是不变的。正确计算草地上原有的草量及每天新长出的草量, 问题就会迎刃而解。 一、基本知识点 1、含义 牛吃草问题又称消长问题或牛顿牧场,就是牛在牧场上吃草而草又不断生长 的问题,它涉及到三种数量:原有的草、新长出的草、牛吃掉的草,人们把涉及 到这三种量的应用题,叫作牛吃草问题,也就牛顿问题。 2、特点 (1)随着时间的增长,每天有新的草产生,草的数量总是在不断变化; (2)草的增长速度不变,即每天新长出的草量不变; (3)草场原有草的量不变; (4)每头牛每天的食草量不变。 3、口诀 每牛每天的吃草量假设是份数1,A头B天的吃草量是几,M头N天的吃草 量又是几,大的减去小的,除以二者对应的天数差,结果就是每天长草量。 原有草量就是A头B天的吃草量减去B天乘每天长草量。 将未知吃草量的牛分为两个部分:部分牛先吃新草,个数就是草的比率;有 的草量除以剩余的牛数就将需要的天数求知。 4、数量关系 (1)每天长草量(对应牛的头数吃得较多天数对应牛的头数吃得较 少天数)(吃得较多天数吃得较少天数); (2)原有草量牛头数吃的天数每天长草量吃的天数; (3)吃的天数原有草量(牛头数每天长草量); (4)牛头数原有草量吃的天数每天长草量 5、解题思路 (1)假设1头牛1天吃草量为1; (2)求出每天长草量; (3)求出牧场原有草量; (4)求出每天实际消耗原有草量(牛吃的草量每天长草量消耗原有草量); (5)求出可吃天数。 6、变式 (1)在漏水的船里舀水; (2)蜗牛在井里边爬边滑; (3)往漏水的水池里放水; (4)检票口检票; 二、一张思维导图归纳总结 三、经典应用 例1牧场上有一片青草,每天匀速生长,这片青草可供10头牛吃20天, 可供15头牛10天,问可以供25头牛吃几天? 【分析】第一步、假设每头牛每天的吃草量为1份。这样可以求出10头牛 20天一共吃掉的青草总量是1020200(份)。在这200个单位中既包括了牧场 原有的青草量,也包括了在这20天中新生长出的青草量。同样地,我们也可以 求出15头牛10天吃掉的青草总量是1510150(份)。在这150个单位的青草 中,既包括了牧场原有的青草量,也包括了在这10天中新生长出的青草量。因 为牧场上原有的青草是一定的,并且青草每天生长的速度相同。 第二步、求出每天长草量。我们根据上面求出的20天的青草总量和10天的 青草总量,就可以求出每天青草的生长量,即(200150)(1510)5(份)。 第三步、求出牧场原有草量。知道了每天新生的青草量以后,就不难求出牧 场原有的青草量是200520100(或150510100)(份)。 第四步、求出每天实际消耗原有草量。25头牛每天要吃掉25份的青草,由 于每天长出新草5份,所以实际每天原有的草量只减少了25520(份)。 第五步、求出可吃天数。我们只要算出原有的草量每天吃掉20份,几天可 以吃完,这就是25头牛吃完牧场全部青草所需要的时间 【解答】假设每头牛每天吃的青草量为1份, 每天长草量:(10201510)(2010)5(份) 原有草量:1020520100(份) 25头牛每天吃掉原有青草的数量:25520(份) 吃完全部青草所需的时间:100205(天) 答:可以供25头牛吃5天。 例2因天气渐冷,牧场上的草不仅不生长,反而每天以均匀的速度在减少 已知牧场上的草供33头牛吃5天,或可供24头牛吃6天。照此计算,这个牧 场可供多少头牛吃10天? 【分析】与例1不同的是,不但没有新长出的草,而且原有的草还在每天匀 速减少,但是,我们同样可用类似的方法求出每天减少的量和原来的草的总量。 【解答】第一步、假设每头牛每天的吃草量为1份。 第二步、求出每天减草量。 每天减少的草量:(335246)(65)21(份) 第三步、求出牧场原有草量。 牧场上原有的草量:(3321)5270(份) 或(2421)6270(份) 第四步、求出牛10天吃草量。 10天吃草量:270211060(份) 第五步、求出牛头数。 牛头数:60106(头) 答:这个牧场可供6头牛吃10天。 例3有一片青草,每天生长的速度相同已知这片青草可供15头牛吃20天, 或者供76只羊吃12天,如果一头牛的吃草量等于4只羊的吃草,那么8头牛 与64只羊一起吃,可以吃多少天? 【分析】本题中既有牛又有羊,为了便于通过比较所吃的总草量来求出每天 生长的新草量和原有的总草量,我们可以先根据已知条件一头牛的吃草量等于 4只羊的吃草量,将已知条件15头牛吃20天转化成60只羊吃20天, 统一以羊的吃草量为标准,同时把条件8头牛与64只羊一起吃相应地转换 成96只羊一起吃,这样就可以按照例1的解题思路来解答。 我们也可以统一以牛的吃草量为标准,那么76只羊吃12天就转换成 19头牛吃12天,条件8头牛与64只羊一起吃也相应地转换成24头 牛一起吃然后再按照例1的解题思路来解答。 解法1第一步、假设每只羊每天的吃草量为1份。 第二步、求出每天长草量。 每天长草量:(154207612)(2012) (1200912)8 36(份) 第三步、求出牧场原有草量。 原有草量:76123612480(份)或者 60203620480(份) 第四步、求出每天实际消耗原有草量。 8头牛(32只羊)与64只羊每天吃掉原有青草的数量: (4864)3660(份) 第五步、求出可吃天数。 8头牛(32只羊)与64只羊吃的天数:480608(天) 解法2第一步、假设每头牛每天的吃草量为1份。 第二步、求出每天长草量。 每天长草量:(152076412)(2012)9(份) 第三步、求出牧场原有草量。 原有草量:1520920120(份)或者 76412912120(份) 第四步、求出每天实际消耗原有草量。 8头牛与64只羊(16头牛)每天吃掉原有的青草数量: 8644915(份) 第五步、求出可吃天数。 8头牛与64只羊(16头牛)吃的天数:120158(天) 答:8头牛与64只羊一起吃,可以吃8天。 例4一牧场长满牧草,每天牧草匀速生长,这个牧场可供17头牛吃30天, 可供19头牛吃24天,现在有若干头牛在吃草,6天后,4头牛死亡,余下的牛 吃了2天将草吃完,问原来有牛多少头? 【分析】牛吃草问题的特点是随时间的增长,所研究的量也等量地增加 解答时,要抓住这个关键问题、也就是要求出的要和每天增加的量各是多少。 【解答】第一步、假设每头牛每天的吃草量为1份。 第二步、求出每天长草量。 每天新生的的草量:(17301924)(3024)9(份) 第三步、求出牧场原有草量。 原有的草量:1730930240(份) 第四步、假设4头牛没有死亡总吃草量。 原有牛总吃草量:2409(62)42320(份) 第五步、求出牛头数。 原有牛头数:320(62)40(头) 答:这群牛原有40头。 【反思】解决本题时,应用了牛吃草问题的基本解答方法。但在数量发 生变化时,可采用假设法使问题由难变易。 四、巩固练习 1、有一牧场,已知养牛54头,6天把草吃尽;养牛46头,9天把草吃尽如 果养牛42头,那么几天能把牧场上的草吃尽呢? 2、有一块草地,草匀速生长,这块草地可供16头牛吃20天;或者可供80 只羊吃12天;如果1头牛的吃草量等于4只羊的吃草量,那么10头牛与20只 羊一起可以吃多少天? 3、一块草地,10头牛20天可以把草吃完,15头牛10天可以把草吃完。 问多少头牛5天可以把草吃完?