数量关系
数量模版题
和差倍比

第二章 和差倍比

一、正比关系

ab\frac{a}{b} 为定值,a与b的关系便是正比关系,此时a越大、b越大,a越小,b越小。A=B×CA = B \times C,C不变,A与B成正比关系。

例题: 有家早餐店每天早上卖粥三块钱一碗,八点之前卖出去20碗,收入60元。到了九点的时候,统计发现卖出去80碗了。那么这家早餐店八点到九点之间卖粥收入多少元?

  • A. 240
  • B. 210
  • C. 180
  • D. 150

解析: 收入 = 销量 × 售价,售价不变,所以销量与收入成正比关系。八点到九点之间销量 = 80 - 20 = 60 碗,是20碗的3倍,所以收入也是3倍 = 60 × 3 = 180 元,所以选择C。

二、反比关系

a×ba \times b 为定值,a与b的关系便是反比关系,此时a越大、b越小,a越小,b越大。a变成n倍,b就变为 1n\frac{1}{n} 倍。

A=B×CA = B \times C,A不变,B与C成反比关系。


例题: 甲地到乙地,步行速度比骑车速度慢 75%75\%,骑车速度比公交慢 50%50\%。如果一个人坐公交车从甲地到乙地,再从乙地步行到甲地,一共用了一个半小时,则该人骑车从甲地到乙地需要多长时间?

  • A. 10分钟
  • B. 20分钟
  • C. 30分钟
  • D. 40分钟

解析: 根据题意步行、骑车、公交速度比为1:4:8,从甲到乙和从乙到甲路程相同,所以时间速度成反比,速度比为8:1,时间比则为1:8,时间和为90分钟,所以坐公交从甲到乙需要 901+8×1=10\frac{90}{1 + 8} \times 1 = 10 分钟,而骑车速度是公交车一半,所以骑车从甲到乙需要20分钟,选择B。

方程法

  • 公交车的速度为 vbv_b
  • 骑自行车的速度为 vcv_c
  • 步行的速度为 vwv_w
  1. 速度之间的关系

题目说:

  • 步行速度比骑车慢 75%75\%

    vw=vc(10.75)=0.25vc.v_w = v_c\,(1-0.75)=0.25\,v_c .
  • 骑车速度比公交车慢 50%50\%

    vc=vb(10.50)=0.5vb.v_c = v_b\,(1-0.50)=0.5\,v_b .

于是

vw=0.25vc=0.25(0.5vb)=0.125vb.v_w = 0.25\,v_c = 0.25\,(0.5\,v_b)=0.125\,v_b .
  1. 已知行程的时间

从甲地坐公交到乙地,再从乙地步行回甲地共用了 1.51.5 小时,即

Dvb公交 A→B+Dvw步行 B→A=1.5  h.\underbrace{\frac{D}{v_b}}_{\text{公交 A→B}}+\underbrace{\frac{D}{v_w}}_{\text{步行 B→A}} = 1.5\;\text{h}.

vw=0.125vbv_w=0.125\,v_b 代入:

Dvb+D0.125vb=Dvb+8Dvb=9Dvb=1.5.\frac{D}{v_b}+\frac{D}{0.125\,v_b}= \frac{D}{v_b}+8\frac{D}{v_b}=9\frac{D}{v_b}=1.5.

于是

Dvb=1.59=16  h=10分钟.\frac{D}{v_b}= \frac{1.5}{9}= \frac{1}{6}\;\text{h}=10\text{分钟}.

这就是公交车从甲到乙所需的时间。

  1. 求骑车所需的时间

骑车的速度是公交车速度的0.5:

vc=0.5vbv_c =0.5\,v_b 骑车时间=Dvc=D0.5vb=2Dvb=2(16 h)=13 h.\text{骑车时间}= \frac{D}{v_c}= \frac{D}{0.5\,v_b}=2\frac{D}{v_b} =2\left(\frac{1}{6}\text{ h}\right)=\frac{1}{3}\text{ h}. 13 小时=20 分钟.\boxed{\frac{1}{3}\text{ 小时}=20\text{ 分钟}}.

因此,骑自行车从甲地到乙地需要 20 分钟

反比关系之公倍数

A=B×CA = B \times C 的题目关系中,比如行程 = 速度 × 时间,如果甲乙速度比是 m:nm : n,则时间比为n:m,为了计算的简洁,我们都会希望各个数据是整数,所以我们只要找到 mmnn 的公倍数比如 m×nm \times n 赋值给行程,m和n分别赋值给甲乙的速度,则甲乙的时间就分别是 m×nn\frac{m \times n}{n}m×nm\frac{m \times n}{m},即n和m。

例题: 一批零件,小王单独做需要50天加工完,小李单独做需要75天加工完。为了尽快完成任务,两人合作加工零件,中间小李休息了几天,最后共用了40天把这批零件加工完,那么小李休息了多少天?

  • A. 25
  • B. 3
  • C. 20
  • D. 15

解析:

设总工作量为最小公倍数 150(单位件)。 (150是 50和 75的最小公倍数)

  • 小王效率:150/50=3150/50=3 件/天
  • 小李效率:150/75=2150/75=2 件/天

总用时 40 天,小王全程工作,做了:40×3=12040 \times 3 = 120 件。 还剩 150120=30150 - 120 = 30 件由小李完成。 小李做 3030 件需要天数:30÷2=1530 \div 2 = 15 天。 因此小李休息天数:4015=2540 - 15 = 25 天。

检验: 合做 15 天的总效率 3+2=53+2=5 件/天,共 15×5=7515\times 5=75 件; 再加上小王单干的 25 天 25×3=7525\times 3=75 件,合计 75+75=15075+75=150 件,正确。

三者反比关系如何计算公倍数

1. 直接相乘

若ABC三个队分别做一个工程量相同的工程,他们效率分别为3、4、5,我们便可以假设工程量 =3×4×5=60= 3 \times 4 \times 5 = 60

2. 去除共同因子部分

若ABC三个队分别做一个工程量相同的工程,他们效率分别为3、4、8,因为4是8的因子(8=4×28 = 4 \times 2),我们便可以假设工程量为 3×8=243 \times 8 = 24

3. 提取最小公倍数

将数分别拆解为质数乘积,取各质数最高幂次相乘

5、8、10的最小公倍数怎么计算?

5=55 = 58=2×2×28 = 2 \times 2 \times 210=2×510 = 2 \times 5

出现两个质数2、5,其中2在单个数据种的最高幂次为3(出现了3次),其余均为1次,所以最小公倍数 =23×5=40= 2^{3} \times 5 = 40

易错点

若甲:乙:丙 =a:b:c= a : b : c 则其反比 c:b:a\neq c : b : a 其反比 =1a:1b:1c=bc:ac:ab= \frac{1}{a} : \frac{1}{b} : \frac{1}{c} = bc : ac : ab


例题: 一项工程,甲单独完成需要15天,乙单独完成需要30天,丙单独完成需要60天,如果按照甲乙丙的顺序交替进行每人做一天,那么需要()天能完成。

  • A. 25
  • B. 26
  • C. 27
  • D. 28

解析: 甲乙丙时间比为15:30:60,而60是15和30的倍数,所以赋值总工程量为60,则甲乙丙效率分别为4、2、1,交替工作则每3天可以完成 4+2+1=74 + 2 + 1 = 7 的工作量。60÷7=8460 \div 7 = 8 \cdots 4,即8个3天周期 + 最后4的工程量由甲1天做完,需要 8×3+1=258 \times 3 + 1 = 25 天,所以选择A。


例题: 甲乙丙三人完成同一幅拼图的时间分别需要1小时、1.2小时、1.5小时。现在有两幅拼图需要甲、乙完成,两人同时开始,丙刚开始帮助甲拼拼图,后来又帮助乙拼,最后两个拼图同时完成。问:丙分别帮助甲、乙多长时间?

  • A. 0.1小时,0.3小时
  • B. 0.3小时,0.5小时
  • C. 0.5小时,0.6小时
  • D. 0.6小时,0.2小时

解析: 甲乙丙三人同一工程量时间比为1:1.2:1.5,则其效率比为 1.2×1.5:1×1.5:1×1.2=1.8:1.5:1.2=6:5:41.2 \times 1.5 : 1 \times 1.5 : 1 \times 1.2 = 1.8 : 1.5 : 1.2 = 6 : 5 : 4,赋值其效率为6、5、4,则一幅拼图工程量 =6= 6,两幅拼图三人一起完成,所以用时 =6×26+5+4=1215=0.8= \frac{6 \times 2}{6 + 5 + 4} = \frac{12}{15} = 0.8 小时,排除A、C。且因为甲效率更高,所以丙需要帮乙更多才能同时完成,排除D,所以选择B。


例题: 某单位需要搬家,可以使用甲、乙、丙三个搬家公司。单独完成该搬家任务,甲需要3天,乙需要4天,丙需要12天;搬家费用分别为甲1000元/天,乙850元/天,丙350元/天。要求在2天内搬完,最少需要花费多少元?(搬家不足一天按一天计算)

  • A. 3200
  • B. 3400
  • C. 3550
  • D. 3700

解析: 甲乙丙时间比为3:4:12,所以效率比为 13:14:112=4:3:1\frac{1}{3} : \frac{1}{4} : \frac{1}{12} = 4:3:1。由于工程量恒定,花费最低则需要用单位效率单价最低的队伍。甲 =10004=250= \frac{1000}{4} = 250,乙 =8503283.3= \frac{850}{3} ≈ 283.3,丙 =3501=350= \frac{350}{1} = 350,则单价上甲 < 乙 < 丙,所以尽量用甲再用乙再用丙。总工程量 =3×4=12= 3 \times 4 = 12,甲两天完成 2×4=82 \times 4 = 8,剩余4交给乙一天做不完,与其再加1天乙不如1天乙 + 1天丙正好完成费用低,所以最低费用 =1000×2+850+350=3200= 1000 \times 2 + 850 + 350 = 3200,所以选择A。

详细思路

  1. 化整为“份” 设整单任务为 12 份(最小公倍数)。

    • 甲效率:1/31/34 份/天,费用 1000 元/天 → 每份成本 1000/4=2501000/4=250 元/份
    • 乙效率:1/41/43 份/天,费用 850 元/天 → 每份成本 850/3283.33850/3\approx 283.33 元/份
    • 丙效率:1/121/121 份/天,费用 350 元/天 → 每份成本 350 元/份 单位成本排序:甲(最便宜) < 乙 < 丙。
  2. 两天内完成且“按天计费” ⇒ 每家公司可用 0、1、2 天(可并行) 因甲单位成本最低,先把甲用满 2 天:完成 88 份,花费 2000 元;剩余 4 份

  3. 用乙、丙补齐剩余 4 份(费用尽量低) 可选补法(受“至少一天计费、至多 2 天”限制):

    • 乙 1 天 + 丙 1 天:3+1=43+1=4 份,费用 850+350=1200850+350=1200 元 ✅(最便宜)
    • 乙 2 天:66 份,1700 元(多花)
    • 乙 1 天 + 丙 2 天:3+2=53+2=5 份,850+700=1550850+700=1550 元(更贵)
    • 丙 2 天:22 份(不够)
  4. 最优组合与校验

    • 组合:甲 2 天 + 乙 1 天 + 丙 1 天
    • 工作量:8+3+1=128+3+1=12 份(正好完成)
    • 费用:2000+850+350=32002000+850+350=\mathbf{3200} 元(在所有可行方案中最小)

可执行安排示例:在两天内让甲连续工作 2 天;乙任意 1 天;丙任意 1 天(可与乙同一天或不同天,不影响完成度与费用)。

三、多级比例

甲:乙 =a:b= a : b,乙:丙 =c:d= c : d 则甲:乙:丙 =ac:bc:bd= ac : bc : bd (设乙的数量为 bc则可以快速得到比例关系)


例题: 甲车间有初级技工、中级技工、高级技工若干名。若初级、中级技工人数之比为5:3,中级、高级技工人数之比为2:1,则甲车间初、中、高级技工人数之比为:

  • A. 5:5:1
  • B. 10:6:3
  • C. 15:6:3
  • D. 15:9:3

解析: 我们需要将2个比例关系合在一起,观察发现两个比例的"连接点"即相同部分是中级技工,于是我们将两个比例中的中级技工转化为相同值,即找到3与2的公倍数6,初级、中级技工人数之比 = 10:6;中级、高级技工人数之比 = 6:3,所以初、中、高级技工人数之比为10:6:3,选择B。


例题: 某小区组织"情满金秋"柑橘采摘活动,参加人员按年龄分成老、中、青三组,老年组、中年组的人数之比为5:2,中年组、青年组的人数之比为3:4。老年组、中年组、青年组平均每人采摘速度之比为1:2:3。已知青年组共采摘80斤柑橘,那么三组人员一共采摘柑橘:

  • A. 170斤
  • B. 212斤
  • C. 255斤
  • D. 298斤

解析: 5:2与3:4中的中年组是不变量,所以分别通分得到三组人数比为15:6:8,采摘速度比为1:2:3,所以三组采摘量比为15:12:24=5:4:8,而青年组采摘80斤,所以三组一共采摘 80×5+4+88=17080 \times \frac{5 + 4 + 8}{8} = 170 斤,所以选择A。

详细思路

  1. 人数比例

    • 老:中 = 5:2
    • 中:青 = 3:4 统一中年组:令中年组为 6 份(2 与 3 的最小公倍数)。 则老年组 =6×52=15=6\times\frac{5}{2}=15 份,青年组 =6×43=8=6\times\frac{4}{3}=8 份。 ⇒ 人数比:老:中:青 = 15:6:8
  2. 速度比例(人均) 老:中:青 = 1:2:3。 ⇒ 各组总效率(人数×人均速度)为:

    • 老:15×1=1515\times1=15
    • 中:6×2=126\times2=12
    • 青:8×3=248\times3=24总效率比:15:12:24
  3. 由青年产量求总量 青年组对应 24 份,已知采 80 斤 ⇒ 1 份 = 80/24=10/380/24=10/3。 全部份数和 =15+12+24=51=15+12+24=51 份。 总量 = 51×(10/3)=17051\times(10/3)=170

因此,三组人员一共采摘 170 斤

多个比例之间寻找联系,抓准不变量

例题: 一个袋子里红球、白球、蓝球的数量比例为3:8:4,再向袋子中放入14个红球和若干个蓝球后,红球、白球、蓝球的数量比例变为5:4:3。如果此时从袋子里取出10个红球、6个白球和2个蓝球后,袋子里剩余红球、白球、蓝球的数量比例为:

  • A. 1:2:1
  • B. 2:3:1
  • C. 1:1:2
  • D. 1:1:1

解析: 放入红球蓝球前后白球个数未变,所以以白球前后比例关系进行通分,得到原来比例3:8:4,后来10:8:6,所以 103=710 - 3 = 7 份红球 = 14 个,1份 = 2 个,所以后来分别有20、16、12个球。最后取出10个红球、6个白球和2个蓝球,还剩10个、10个、10个,所以是1:1:1,选择D。

详细解析(方程法)

设初始红、白、蓝数量为 3k,8k,4k3k, 8k, 4k

加入 14 个红球和 xx 个蓝球后,比例为 5:4:35:4:3,故存在比例因子 yy 使

3k+14=5y,8k=4y,4k+x=3y.3k+14=5y,\quad 8k=4y,\quad 4k+x=3y.

8k=4y8k=4yy=2ky=2k。代入:

3k+14=10k14=7kk=2,4k+x=6kx=2k=4.3k+14=10k \Rightarrow 14=7k \Rightarrow k=2, \quad 4k+x=6k \Rightarrow x=2k=4.

此时数量为:红 3k+14=6+14=203k+14=6+14=20,白 8k=168k=16,蓝 4k+x=8+4=124k+x=8+4=12

再取出红 10、白 6、蓝 2,剩余:

2010=10,166=10,122=10.红\,20-10=10,\quad 白\,16-6=10,\quad 蓝\,12-2=10.

所以比例为 10:10:10=1:1:110:10:10 = 1:1:1


例题: 袋子里红球与白球的数量之比是9:3。放入若干只红球后,红球与白球数量之比变为5:1;再放入若干只白球后,红球与白球数量之比变为3:1。已知放入的红球比白球多80只。那么袋子里原来共有()只球。

  • A. 200
  • B. 220
  • C. 240
  • D. 260

解析: 第一次比例变化白球不变,所以比例通分为15:3。第二次比例变化中红球没变,所以比例通分为15:5。所以两次变化,份数关系从9:3变成15:3变成15:5,第一次红球加了6份,第二次白球加了2份,相差4份 = 80 只,1份 = 20 只,所以原来共有 (9+3)×20=240(9 + 3) \times 20 = 240 只,选择C。

详细解析(方程法) 袋子里原有红、白球分别为 R,WR,W。已知 R:W=9:3=3:1R:W=9:3=3:1, 故可令 R=3k,  W=kR=3k,\; W=k

第一次加入红球 xx 后,比例为 5:15:1

R+xW=5    3k+x=5k    x=2k.\frac{R+x}{W}=5 \;\Rightarrow\; 3k+x=5k \;\Rightarrow\; x=2k.

再加入白球 yy 后,比例为 3:13:1

R+xW+y=3    3k+2kk+y=3    5kk+y=3    k+y=5k3    y=2k3.\frac{R+x}{W+y}=3 \;\Rightarrow\; \frac{3k+2k}{k+y}=3 \;\Rightarrow\; \frac{5k}{k+y}=3 \;\Rightarrow\; k+y=\frac{5k}{3} \;\Rightarrow\; y=\frac{2k}{3}.

又知“放入的红球比白球多 80 只”,即

xy=80    2k2k3=4k3=80    k=60.x-y=80 \;\Rightarrow\; 2k-\frac{2k}{3}=\frac{4k}{3}=80 \;\Rightarrow\; k=60.

原来共有球数

R+W=3k+k=4k=4×60=240.R+W=3k+k=4k=4\times 60=240.

例题: 某包装车间包装甲、乙两种规格的袋装杂粮,甲、乙两袋杂粮的重量之比为5:2,如果从甲袋中称出2公斤放入乙袋后,甲、乙两袋杂粮的重量之比变为4:3。问甲袋杂粮原来重量为:

  • A. 8公斤
  • B. 10公斤
  • C. 12公斤
  • D. 15公斤

解析: 前后甲乙杂粮总重量不变,原来比例5:2,总重量7份,后来比例4:3,总重量7份,不需要通分,可得甲减少1份 = 2 公斤,所以甲原来重量 = 5×2=105 \times 2 = 10 公斤,所以选择B。

详细解析(方程法) 设甲、乙两袋原重量分别为 5k5k kg、2k2k kg。 从甲袋取出 2 kg 放入乙袋后,变为:

  • 甲:5k25k-2
  • 乙:2k+22k+2

给定新比为 4:34:3,故

5k22k+2=43    3(5k2)=4(2k+2)    15k6=8k+8    7k=14    k=2.\frac{5k-2}{2k+2}=\frac{4}{3} \;\Rightarrow\; 3(5k-2)=4(2k+2) \;\Rightarrow\; 15k-6=8k+8 \;\Rightarrow\; 7k=14 \;\Rightarrow\; k=2.

因此,甲袋原重量为 5k=5×2=105k=5\times 2=10 kg。

答:10 千克。(校验:移后甲8 kg、乙6 kg,确为 4:34:3。)


例题: 小霖和小蒙两人在2022年时的年龄之比为7:8,2年后,小霖和小蒙的年龄之比为8:9,则可计算得出在2025年时,小霖的年龄是()岁。

  • A. 16
  • B. 17
  • C. 18
  • D. 19

解析: 前后两人年龄差不变,两个比例份数差也不变,所以不需要通分。8 - 7 = 1份 = 2 年,所以24年时小霖 = 8×2=168 \times 2 = 16 岁,25年时 = 16+1=1716 + 1 = 17 岁,所以选择B。

详细解析(方程法)

  1. 设 2022 年两人年龄为 xL:xM=7:8x_L:x_M=7:8,故 xL=7k, xM=8kx_L=7k,\ x_M=8k
  2. 2024 年(两年后)满足 7k+28k+2=89\dfrac{7k+2}{8k+2}=\dfrac{8}{9} 交叉相乘:9(7k+2)=8(8k+2)63k+18=64k+16k=29(7k+2)=8(8k+2)\Rightarrow63k+18=64k+16\Rightarrow k=2
  3. 得 2022 年小霖年龄 7k=147k=14 岁;到 2025 年加 3 岁,故为 14+3=1714+3=17 岁。

校验: 2024 年小霖 1616 岁、小蒙 1818 岁,比例 16:18=8:916:18=8:9 成立。

四、和差关系

x+y=mx + y = mxy=nx - y = n,则 x=m+n2x = \frac{m + n}{2}y=mn2y = \frac{m - n}{2}


例题: 小李的弟弟比小李小2岁,小王的哥哥比小王大2岁、比小李大5岁。1994年,小李的弟弟和小王的年龄之和为15。问2014年小李与小王的年龄分别为多少岁:

  • A. 25,32
  • B. 27,30
  • C. 30,27
  • D. 32,25

解析: 小王的哥哥比小王大2岁、比小李大5岁,所以小王比小李大3岁。小李的弟弟比小李小2岁,所以小王比小李的弟弟大5岁,而1994年小王和小李弟弟年龄和 = 15,所以当时小王 = 15+52=10\frac{15 + 5}{2} = 10 岁,小李弟弟 = 1552=5\frac{15 - 5}{2} = 5 岁。2014年小王 = 10 + (2014 - 1994) = 30 岁,小李弟弟 = 5 + (2014 - 1994) = 25 岁,小李 = 25 + 2 = 27 岁,所以选择B。

方程法 答案:B. 27, 30

推理:

  1. 设 1994 年小李年龄为 LL,小王年龄为 WW。 已知:小王的哥哥比小王大 2 岁、比小李大 5 岁 ⇒ W+2=L+5W=L+3W+2=L+5\Rightarrow W=L+3
  2. 小李的弟弟比小李小 2 岁 ⇒ 1994 年弟弟年龄为 L2L-2。 且 1994 年弟弟与小王的年龄和为 15 ⇒ (L2)+W=15(L-2)+W=15
  3. 代入 W=L+3W=L+3(L2)+(L+3)=152L+1=15L=7(L-2)+(L+3)=15 \Rightarrow 2L+1=15 \Rightarrow L=7。 则 W=L+3=10W=L+3=10
  4. 到 2014 年相隔 20 年: 小李 7+20=277+20=27 岁;小王 10+20=3010+20=30 岁。

校验: 小王哥哥 1994 年为 W+2=12W+2=12,确比小王大 2、比小李大 5,条件一致。

快速解法:代入选项快速到方程中快速判断

和差倍比关系奇偶特性

当且仅当两个整数x、y之和为偶数,x、y之差也是偶数。当且仅当两个整数x、y之和为奇数,x、y之差也是奇数。当且仅当两个整数x、y都是奇数,x、y之积也是奇数。


例题: 一个人到书店购买了一本书和一本杂志,在付钱时,他把书的定价中的个位上的数字和十位上的看反了,准备付21元取货。售货员说:"您应该付39元才对。"

请问书比杂志贵多少钱:

  • A. 20
  • B. 21
  • C. 23
  • D. 24

解析: 因为书和杂志一共39元是奇数,所以差值也是奇数,排除A、D选项。剩二选一考虑代入验证排除。如果书 - 杂志 = 21,书 + 杂志 = 39,则书 = 30,杂志 = 9,书价格看反了应该一共付 03 + 9 = 12 元,与题意不符排除B,所以选择C。

验证C:书 - 杂志 = 23,书 + 杂志 = 39,则书 = 31,杂志 = 8,书价格看反了应该一共付 13 + 8 = 21 元,符合题意。

不定方程法

设书的定价为两位数 10a+b10a+ba,ba,b 为数字,十位是 aa,个位是 bb),杂志价为 mm 元。 把书价看反为 10b+a10b+a

由题意(错看总价为 21 元,正确总价为 39 元):

{(10b+a)+m=21(10a+b)+m=39\begin{cases} (10b+a)+m=21\\ (10a+b)+m=39 \end{cases}

两式相减得:

9(ab)=18ab=2.9(a-b)=18 \Rightarrow a-b=2.

a=b+2a=b+2 代入任一式:

(10b+(b+2))+m=2111b+2+m=21m=1911b.(10b+(b+2))+m=21 \Rightarrow 11b+2+m=21 \Rightarrow m=19-11b.

因为 bb 为数字且书价是两位数,常规约定交换后仍为两位数(个位不为 0),故 b1b\ge1。 又 m0m\ge01911b0b=119-11b\ge0\Rightarrow b=1

于是:

  • 书价 =10a+b=10(b+2)+b=31=10a+b=10(b+2)+b=31 元;
  • 杂志价 =m=8=m=8 元;
  • 书比杂志贵 318=2331-8=23 元。

答:书比杂志贵 23 元。

备注:若允许个位为 0(交换后可成一位数),则还存在解:书 20 元、杂志 19 元,差 1 元。但通常题目隐含“交换后仍为两位数”,故取 23 元为答案。


例题: 某年级有4个班,不算甲班其余三个班的总人数是131人;不算丁班其余三个班的总人数是134人;乙、丙两班的总人数比甲、丁两班的总人数少1人,问这四个班共有多少人:

  • A. 177
  • B. 176
  • C. 266
  • D. 265

解析: 因为(甲 + 丁)- (乙 + 丙)= 1,差是奇数,所以和(甲 + 丁)+ (乙 + 丙)即四个班总人数也是奇数,所以排除BC,而D选项 = 131 + 134 = 乙丙丁 + 甲乙丙,排除,所以选择A。

方程法 设四个班人数分别为:甲=A,乙=B,丙=C,丁=D。

由题意得:

  1. 不算甲:B+C+D=131B+C+D=131
  2. 不算丁:A+B+C=134A+B+C=134
  3. 乙丙比甲丁少1人:B+C=(A+D)1B+C=(A+D)-1

令总人数 T=A+B+C+DT=A+B+C+D。 由(1)(2):TA=131,  TD=134AD=3T-A=131,\;T-D=134 \Rightarrow A-D=3。 又由(1)得 B+C=131DB+C=131-D。代入(3):

A+D=(B+C)+1=(131D)+1A+2D=132.A+D=(B+C)+1=(131-D)+1 \Rightarrow A+2D=132.

联立

{AD=3A+2D=132D=43,  A=46.\begin{cases} A-D=3\\ A+2D=132 \end{cases} \Rightarrow D=43,\;A=46.

再由(1)得 B+C=13143=88B+C=131-43=88

总人数:

T=A+B+C+D=(A+D)+(B+C)=89+88=177.T=A+B+C+D=(A+D)+(B+C)=89+88=177.

答:四个班共有 177 人。

五、和差倍比关系

x+y=mx + y = mx:y=nx : y = n,则 x=m×nn+1x = m \times \frac{n}{n + 1}y=m×1n+1y = m \times \frac{1}{n + 1}

x+y+z=mx + y + z = mx:y:z=a:b:cx : y : z = a : b : c,则 x=m×aa+b+cx = m \times \frac{a}{a + b + c}y=m×ba+b+cy = m \times \frac{b}{a + b + c}z=m×ca+b+cz = m \times \frac{c}{a + b + c}


例题【较难】: 某公司按1:3:4的比例订购了一批红色、蓝色、黑色的签字笔,实际使用时发现三种颜色的笔消耗比例为1:4:5。当某种颜色的签字笔用完时,发现另两种颜色的签字笔共剩下100盒。此时又购进三种颜色签字笔总共900盒,从而使三种颜色的签字笔可以同时用完。问新购进黑色签字笔多少盒?

  • A. 450
  • B. 425
  • C. 500
  • D. 475

解析: 若三种颜色购买量为m、3m、4m,消耗速度每天为n、4n、5n,则分别需要 mn\frac{m}{n} 天、3m4n\frac{3m}{4n} 天、4m5n\frac{4m}{5n} 天,发现蓝色 3m4n\frac{3m}{4n} 天最快,所以我们来到蓝色签字笔用完的这一刻,此时蓝色签字笔购买量 = 消耗量,所以我们将购买、消耗的比例根据蓝色笔的相等关系进行比例通分,得到购买比例为:4:12:16,消耗比例为3:12:15,43=14 - 3 = 1

16 - 15 = 1,则此时红色、黑色签字笔所剩份数都是1份,相等。而一共剩下100盒,所以红色笔、黑色笔此时各剩下50盒。

后来购进900盒,一共1000盒,需要同时用完,则这1000盒应当按照1:4:5分配,黑色签字笔有 1000×51+4+5=5001000 \times \frac{5}{1 + 4 + 5} = 500 盒,所以需要新购进500 - 50 = 450盒黑色签字笔,选择A。

xy=mx - y = mx:y=nx : y = n,则 x=m×nn1x = m \times \frac{n}{n - 1}y=m×1n1y = m \times \frac{1}{n - 1}

方程法 设最初订购量(盒):红 R=sR=s,蓝 B=3sB=3s,黑 K=4sK=4s消耗速率1:4:51:4:5,记为红 uu,蓝 4u4u,黑 5u5u

  • 各色若不再进货的用完时间:

    tR=su,tB=3s4u,tK=4s5ut_R=\frac{s}{u},\quad t_B=\frac{3s}{4u},\quad t_K=\frac{4s}{5u}

    最小的是 tB=34sut_B=\frac{3}{4}\frac{s}{u},故蓝色先用完

  • 到蓝色用完时其他两色剩余:

    R=su3s4u=s4,K=4s5u3s4u=s4R_{\text{余}}=s-u\cdot \frac{3s}{4u}=\frac{s}{4},\quad K_{\text{余}}=4s-5u\cdot \frac{3s}{4u}=\frac{s}{4}

    又知两色合计余 100100 盒,故 s4+s4=s2=100s=200\frac{s}{4}+\frac{s}{4}=\frac{s}{2}=100 \Rightarrow s=200。 因而当时红、黑各余 5050 盒,蓝为 00 盒。

  • 此时再进货三色共 900900 盒,设新增为 (x,y,z)(x,y,z)(红、蓝、黑)。为使同时用完,余量与消耗速率成同比例:

    50+x:y:50+z=1:4:5    50+x=t,  y=4t,  50+z=5t50+x : y : 50+z = 1:4:5 \;\Rightarrow\; 50+x=t,\; y=4t,\; 50+z=5t

    x+y+z=900x+y+z=900。代入:

    (t50)+4t+(5t50)=90010t=1000t=100(t-50)+4t+(5t-50)=900 \Rightarrow 10t=1000 \Rightarrow t=100 x=50,  y=400,  z=450x=50,\; y=400,\; z=450

所求: 新购进黑色签字笔 z=450z=\boxed{450} 盒。

比例差

比例差也是份数思想的表现。

如果A:B = a:b,则我们可以把A看作a份,B看作b份,其中a份、b份的每一份都是相等的,则 A=a×ABabA = a \times \frac{A - B}{a - b}

所以当我们知道两者之差、两者之比时,即可运用比例差思维快速得到两者具体值。


例: 如果两人速度之比为5:6,两人速度之差为 10m/s10\text{m/s}。那么我们可以先把2人的速度看作5份与6份,那么相差的1份 = 10m/s10\text{m/s},各自速度5份、6份就是 50m/s50\text{m/s}60m/s60\text{m/s}

例题: 现已知小李小王行驶速度比为5:8,两人同时同地点同向出发,经过一小时后,两人距离差为45公里,问小李行驶了多远?

解析: 小李小王行驶速度比为5:8,所以路程比也是5:8,比例差为3,距离差为45,所以小李路程 = 5×453=755 \times \frac{45}{3} = 75 公里。

方程法 设小李、小王的速度分别为 5k5k8k8k(km/h)。 同向出发 1 小时后距离差为

(8k5k)×1=3k=45    k=15.(8k-5k)\times 1=3k=45 \;\Rightarrow\; k=15.

小李速度 =5k=75=5k=75 km/h,1 小时行驶

75×1=75 km.75\times 1=75\ \text{km}.

答:小李行驶了 75 公里。


例题【较难】: 小王每天以v千米/小时的速度骑车到单位上班,如果速度提高 20%20\%,则可以提前10分钟到单位;如果以原速度骑行2千米后再提速 30%30\%,也可以提前10分钟到达。问小王家距离单位多少千米?

  • A. 5.4
  • B. 7.2
  • C. 8.5
  • D. 9.6

解析: 速度提高 20%20\% 前后速度比为5:6,路程不变,时间为反比6:5,65=16 - 5 = 1 份相差10分钟,所以原来需要6份即60分钟,提速 20%20\% 后只需要50分钟。

骑行 2km2\text{km} 后提速 30%30\%,提速前后速度比为10:13,则后段路程时间比为13:10,1310=313 - 10 = 3 份相差10分钟,所以提速前需要 10×133=130310 \times \frac{13}{3} = \frac{130}{3} 分钟,说明前段路程2km骑行了 601303=50360 - \frac{130}{3} = \frac{50}{3} 分钟,所以全程为 2×18030=7.22 \times \frac{180}{30} = 7.2 千米,选择B。

方程法 设家到单位距离为 dd 千米,原速度为 vv 千米/小时,原用时 t=d/vt=d/v 小时,10 分钟 =16=\frac{1}{6} 小时。

情形一(全程提速 20%):

d1.2v=dv16dv(111.2)=16dv16=16d=v.\frac{d}{1.2v}= \frac{d}{v}-\frac{1}{6} \quad\Rightarrow\quad \frac{d}{v}\Big(1-\frac{1}{1.2}\Big)=\frac{1}{6} \quad\Rightarrow\quad \frac{d}{v}\cdot\frac{1}{6}=\frac{1}{6} \Rightarrow d=v.

故原用时 t=dv=1t=\frac{d}{v}=1 小时。

情形二(先 2 千米后提速 30%):

2v+d21.3v=dv16=56.\frac{2}{v}+\frac{d-2}{1.3v}= \frac{d}{v}-\frac{1}{6}=\frac{5}{6}.

由上得 d=vd=v,代入:

2v+v21.3v=56    2+v21.3=5v6    0.6+v=13v12    v=7.2.\frac{2}{v}+\frac{v-2}{1.3v}=\frac{5}{6} \;\Rightarrow\; 2+\frac{v-2}{1.3}=\frac{5v}{6} \;\Rightarrow\; 0.6+v=\frac{13v}{12} \;\Rightarrow\; v=7.2.

因此 d=v=7.2d=v=7.2(千米)。

答: 小王家距离单位 7.2 千米