周軍高
環(huán)形路上的相遇問題,是二元一次方程組在實際應用中的經(jīng)典問題之一.由于其規(guī)律的隱蔽性特征,使得部分初學者在分析理解上無所適從,下面,我們從教科書上一道習題入手,通過深入思考,希望幫同學們尋找環(huán)形路上相遇問題隱含的規(guī)律,以便迅速準確解決相關問題.
例 (人教版數(shù)學教科書七年級下冊第111頁第6題)甲、乙兩人都以不變的速度在環(huán)形路上跑步,如果同時同地出發(fā),相向而行,每隔2分鐘相遇一次;如果同向而行,每隔6分鐘相遇一次.已知甲比乙跑得快,甲、乙兩人每分鐘各跑多少圈?
【反思1】上述方程組的建立,源于環(huán)形路上相遇問題所隱含的兩個規(guī)律性特征:兩人在環(huán)形路上同時同地出發(fā),都以不變的速度跑步,如果相向而行,首次相遇時,他們所跑的路程和等于環(huán)行路一圈的長;如果同向而行,首次追上時,他們所跑的路程差等于環(huán)行路一圈的長,有了以上認識,我們很容易得到另外兩種解法.
【反思2】把上述結論作為條件,探索下面的問題,
甲、乙兩人都以不變的速度在環(huán)形路上跑步,甲每分鐘跑÷圈,乙每分鐘跑1/6圈.(1)若甲、乙兩人從點A同時出發(fā)相向而行,經(jīng)過幾分鐘首次相遇?(2)若甲、乙兩人從點A同時出發(fā)同向而行,經(jīng)過幾分鐘兩人首次相遇?
【反思4】甲、乙兩人從點A同時出發(fā)同向而行,經(jīng)過6分鐘兩人首次相遇,此時,甲、乙兩人所跑的路程分別為2圈、1圈,顯然都回到了點A.于是我們得到了一個結論:甲、乙兩人從點A同時出發(fā)同向而行,每次相遇(追上)都在出發(fā)點A.此時有一個疑問:若條件發(fā)生變化,此結論還成立嗎?
我們先看一道題:
甲、乙兩人都以不變的速度在環(huán)形路上跑步,他們從點A同時出發(fā)同向而行,甲每分鐘跑1/5圈,乙每分鐘跑1/8圈,甲第1次追上乙時是否在出發(fā)點A?若是,請求出他們所經(jīng)歷的時間;若不是,請求出這兩人最少用多少分鐘在點A相遇.
【反思5】注意,這個問題還有另外一種簡單解法:設兩人經(jīng)過x分鐘在點A相遇,則甲、乙兩人所跑的路程分別為1/5x圈、1/8x圈.若在點A相遇,則甲、乙兩人所跑的路程都是整數(shù)圈,所以x必須是5和8的公倍數(shù),而x的最小值為5和8的最小公倍數(shù),所以這兩人最少用40分鐘在點A相遇,
受此啟發(fā),可以將上述研究拓廣得到下面的結論.
甲、乙兩人都以不變的速度在環(huán)形路上跑步,甲跑完1圈需要m分鐘,乙跑完1圈需要n分鐘(m
中學生數(shù)理化·七年級數(shù)學人教版2020年5期