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行程问题之追及怎么学?奥数数学提分指南 | 星火网专项练习题库

适用年级

奥数

难度等级

⭐⭐⭐⭐

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最近更新

2025-12-24

💡 阿星精讲:行程问题之追及 原理

  • 核心概念:想象一下你最喜欢的吃豆人游戏!后面的吃豆人(追击者)要追上前面乱跑的小鬼(被追者),关键是它俩的速度差。如果吃豆人每分钟比小鬼多走10米,那么每分钟,它们之间的距离就会缩短10米。原来的距离,就是你们之间的“安全区”。用速度差这个“大嘴”去“吃掉”这段安全距离,需要的时间就是:距离差 ÷ 速度差。所以,追及问题不是比谁跑得快,而是比谁“吃”得快!
  • 阿星口诀:要解追及不用慌,速度差是万能枪。原距除以速度差,所求时间里面藏。同地出发是基础,注意时差和方向。
  • 公式推导:
    设追击者速度为 \( v_1 \),被追者速度为 \( v_2 \) (且 \( v_1 > v_2 \)),初始距离差为 \( S \)。

    1. 追击者相对于被追者的速度(即每分钟能“吃掉”的距离)为:$$ v_{\text{差}} = v_1 - v_2 $$
    2. 要追及,需要“吃掉”全部初始距离 \( S \),所以所需时间 \( t \) 为:$$ t = \frac{S}{v_{\text{差}}} = \frac{S}{v_1 - v_2} $$
    3. 在时间 \( t \) 内,追击者走的路程为:$$ S_1 = v_1 \times t = \frac{v_1 \cdot S}{v_1 - v_2} $$

📐 图形解析(行程问题之追及 可视化)

【图形思路:用一个数轴表示道路,用两个点表示龟和兔,用带箭头的线段表示它们运动的方向和速度,重点标出“初始距离”和“速度差”缩短距离的过程。】


0 A B 龟(v2) 兔(v1) 初始距离 S 速度 v2 速度 v1 速度差 v1-v2 “吃”掉距离

⚠️ 易错警示:星火避坑指南

  • 典型错误:看到“同时出发”就默认是从“同一地点”出发,直接用路程差除以速度差。
  • 阿星纠正:“同时出发”不等于“同地出发”!必须先找到正确的初始距离差 S,这个S可能是先后出发产生的,也可能是从不同地点出发产生的,它是被“吃”掉的总目标。
  • 典型错误:单位不统一,比如速度是“米/分”,距离是“千米”,时间直接除。
  • 阿星纠正:单位是数学的“普通话”,不说普通话就会算错!计算前务必统一单位,牢记速度、距离、时间三者单位的一致性。

🔥 经典题型:三阶通关

例题 1:基础巩固

题目:龟兔赛跑,兔子速度是每分钟 400 米,乌龟速度是每分钟 40 米。兔子让乌龟先爬 900 米后,才开始追赶。问兔子几分钟后能追上乌龟?

📌 阿星解析:

  1. 识别角色:兔子是追击者 ( \( v_1 = 400 \) ),乌龟是被追者 ( \( v_2 = 40 \) )。
  2. 确定“安全区”:初始距离差 \( S = 900 \) 米。
  3. 计算“大嘴”速度:速度差 \( v_{\text{差}} = v_1 - v_2 = 400 - 40 = 360 \) 米/分。
  4. 计算“吃掉”时间: \( t = S / v_{\text{差}} = 900 / 360 = 2.5 \) (分钟)。

✅ 答案:2.5分钟后追上。

例题 2:环形追及

题目:小明和小亮在一条 300 米的环形跑道上跑步。小明每秒跑 5 米,小亮每秒跑 7 米。如果他们从同一地点同时反向出发,多久后第一次相遇?如果同向出发,多久后小亮第一次追上小明?

📌 阿星解析:

  1. 反向(相遇问题):这是“合作吃豆”,速度是两人的速度和。 \( t_{\text{遇}} = \frac{\text{跑道长}}{\text{速度和}} = \frac{300}{5+7} = 25 \) 秒。
  2. 同向(追及问题):这是“追击吃豆”,速度差是小亮比小明快的速度。初始距离差是一整圈 300 米。

    速度差 \( v_{\text{差}} = 7 - 5 = 2 \) 米/秒。

    \( t_{\text{追}} = \frac{\text{一圈长度}}{v_{\text{差}}} = \frac{300}{2} = 150 \) 秒。

✅ 答案:反向25秒相遇;同向150秒追上。

例题 3:综合时差(吃豆人晚出发)

题目:一辆货车以每小时 60 千米的速度从甲地开往乙地。半小时后,一辆轿车以每小时 80 千米的速度也从甲地出发去追赶货车。轿车几小时后能追上货车?

📌 阿星解析:

  1. 确定“安全区”:货车先跑半小时,先跑的路程就是初始距离差 \( S \)。 \( S = 60 \times 0.5 = 30 \) 千米。
  2. 计算“大嘴”速度:速度差 \( v_{\text{差}} = 80 - 60 = 20 \) 千米/时。
  3. 计算“吃掉”时间: \( t = S / v_{\text{差}} = 30 / 20 = 1.5 \) 小时。注意:这个时间是轿车自己行驶的时间。

✅ 答案:轿车出发1.5小时后追上货车。

🚀 课后挑战

  • 青铜挑战(基础):甲、乙两人相距 12 千米,甲每小时走 5 千米,乙每小时走 4 千米。两人同时相向而行,几小时相遇?如果乙先出发2小时,甲才出发去追乙,几小时能追上?
  • 王者挑战(拓展):在 400 米环形跑道上,A、B两点相距 100 米。甲、乙两人分别从A、B两点同时出发,按逆时针方向跑步。甲每秒跑 5 米,乙每秒跑 4 米。请问,甲第一次追上乙时,甲跑了多少米?

🤔 专家问答 FAQ

Q:这一章在考卷里通常占多少分?

A:行程问题是小学高年级和初中数学的绝对重点。在各类考试中,纯追及问题通常以应用题形式出现,占5-10分。但它更是解决复杂行程问题(如多次相遇、变速问题)的基石,其思想贯穿始终。

Q:学好它对高中有什么帮助?

A:大有帮助!追及问题的核心——“速度差”与“距离差”的关系,本质上是导数位移差的雏形。高中物理的追击问题、相对运动,以及数学中用导数研究函数的变化率,都是这个思想的深化和抽象。现在练好“吃豆人”基本功,未来理解更高级的概念会轻松很多。


参考答案

  • 青铜挑战:
    1. 相遇:速度和为 9 千米/时,时间 = \( 12 / 9 = \frac{4}{3} \) 小时。
    2. 追及:乙先走2小时,距离差 \( S = 4 \times 2 = 8 \) 千米。速度差 \( v_{\text{差}} = 5 - 4 = 1 \) 千米/时。时间 = \( 8 / 1 = 8 \) 小时。
  • 王者挑战: 甲要追上乙,必须比乙多跑“AB两点间的距离”100米。速度差为 1 米/秒。所以追及时间 \( t = 100 / 1 = 100 \) 秒。甲跑的路程 = \( 5 \times 100 = 500 \) 米。

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