牛吃草问题一看就懂!用“比较法”破解所有生长型难题 | 零基础终极指南:典型例题精讲
适用年级
奥数
难度等级
⭐⭐⭐
资料格式
PDF 可打印
最近更新
2025-12-20
牛吃草求草速:把“会生长的麻烦”算明白!
💡 阿星起步:牛吃草求草速 的底层逻辑
想象一下:你有一个会自动回血的“血包”(草地)。牛每天在吃(消耗草),草自己也在长(恢复血量)。你想知道这个血包的“回血速度”有多快(草每天长多少)。
最聪明的方法就是“比较法”:我们做两次实验。
- 第一次:派 \(10\) 头牛去吃,吃了 \(20\) 天才吃完。
- 第二次:派 \(15\) 头牛去吃,吃了 \(10\) 天才吃完。
为什么牛多了,吃完的时间反而短了?因为不管派几头牛,草都在那默默地长。多出来的那5头牛,其实是在跟“草的生长速度”赛跑!
所以,两次实验的“总草量”差额,就是草在(20天 - 10天)里多生长出来的量。这个差额除以多出来的天数,不就是草每天的生长速度吗?看,根本不用背公式,这就是“比较法”的智慧——把复杂的变化问题,变成简单的差值计算。
🔥 三级跳挑战:从入门到大神
【入门例题】一片草地,10头牛可以吃20天,15头牛可以吃10天。问:草每天匀速生长,可供多少头牛吃5天?
阿星拆解:我们分三步走,一步一个脚印。
第一步:求草的“回血速度”(草速)
假设1头牛1天吃1份草(这是我们的“度量衡”)。
➡ 情况一:10头牛吃20天,总消耗 = \(10 \times 20 = 200\) 份草。
➡ 情况二:15头牛吃10天,总消耗 = \(15 \times 10 = 150\) 份草。
❓ 为什么总消耗不一样?因为草在长!第一种情况草长了20天,第二种长了10天。
💡 差额 \(200 - 150 = 50\) 份草,就是草在 \(20 - 10 = 10\) 天里多长出来的。
✅ 所以,草每天生长 \(50 \div 10 = 5\) 份。草速 = \(5\)。
第二步:求“初始血量”(原有草量)
拿任意一种情况算都行。我们拿“10头牛吃20天”来算:
➡ 牛一共吃了 \(10 \times 20 = 200\) 份。
➡ 这200份里,包含了最开始的草,加上草20天里新长的部分。
➡ 草20天长出了 \(5 \times 20 = 100\) 份。
✅ 所以,最开始就有的草(原有草量)= \(200 - 100 = 100\) 份。
第三步:求“5天吃完需要多少头牛”
现在我们要在5天内,把“初始100份”和“5天新长的草”全吃完。
➡ 5天新长草: \(5 \times 5 = 25\) 份。
➡ 总任务量: \(100 + 25 = 125\) 份。
➡ 5天吃完,每天需要吃掉 \(125 \div 5 = 25\) 份草。
✅ 因为1头牛1天吃1份,所以需要 \(25\) 头牛。
【进阶例题】一片匀速生长的牧草,可供27头牛吃6周,或供23头牛吃9周。那么,可供21头牛吃几周?
阿星敲黑板:这道题的陷阱是单位是“周”!我们的计算逻辑完全不变,但最后求的是“周数”,不是牛数。别被问题问法带偏了!
第一步:求“周草速”(每周长多少)
1头牛1周吃1份草。
➡ 情况一:27头牛吃6周,总消耗 = \(27 \times 6 = 162\) 份。
➡ 情况二:23头牛吃9周,总消耗 = \(23 \times 9 = 207\) 份。
❓ 差额 \(207 - 162 = 45\) 份,这是草在 \(9 - 6 = 3\) 周里多长出来的。
✅ 所以,草每周生长 \(45 \div 3 = 15\) 份。周草速 = \(15\)。
第二步:求“原有草量”
用情况一算:
➡ 牛吃162份。
➡ 草6周长出 \(15 \times 6 = 90\) 份。
✅ 原有草量 = \(162 - 90 = 72\) 份。
第三步:求“21头牛能吃几周”(核心避坑点)
设能吃 \(x\) 周。
➡ \(x\) 周里,草新长了 \(15x\) 份。
➡ 总草量 = 原有的 \(72\) 份 + 新长的 \(15x\) 份。
➡ 21头牛在 \(x\) 周里,总消耗 = \(21x\) 份。
💡 核心等式:牛吃的总量 = 总草量。即 \(21x = 72 + 15x\)。
✅ 解方程: \(21x - 15x = 72\) → \(6x = 72\) → \(x = 12\) (周)。
记住:当问“吃几天/几周”时,就设时间为未知数,然后根据“消耗=总量”列方程。
【拔高例题】一个水池,有一个进水口匀速进水,还有若干个排水能力相同的排水口。打开9个排水口,6小时排干;打开7个排水口,12小时排干。问:要想4小时排干,需要打开几个排水口?
思维迁移:看!这就是“牛吃草”穿了个马甲!“进水”就是“草在生长”(增加水量),“排水口”就是“牛”(消耗水量)。问题本质一模一样!我们马上来“翻译”并应用“比较法”。
第一步:求“进水速度”(相当于草速)
假设1个排水口1小时排1份水(度量衡)。
➡ 情况一:9个口排6小时,总排水量 = \(9 \times 6 = 54\) 份。
➡ 情况二:7个口排12小时,总排水量 = \(7 \times 12 = 84\) 份。
❓ 为什么排水口少了,排出的水反而多了?因为进水口一直在进水!差额 \(84 - 54 = 30\) 份水,就是进水管在 \(12 - 6 = 6\) 小时里多进的水。
✅ 所以,进水口每小时进 \(30 \div 6 = 5\) 份水。进水速度 = \(5\)。
第二步:求“池中原有水量”
用情况一算:
➡ 排出去54份水。
➡ 这54份里,包含了原来的水,加上6小时进的水 \(5 \times 6 = 30\) 份。
✅ 所以,池中原有水量 = \(54 - 30 = 24\) 份。
第三步:求“4小时排干需要几个口”
4小时内,要排掉“原有的24份”和“4小时进的 \(5 \times 4 = 20\) 份”水,总共 \(24 + 20 = 44\) 份水。
➡ 4小时排完,每小时需排 \(44 \div 4 = 11\) 份水。
✅ 因为1个口1小时排1份,所以需要 \(11\) 个排水口。
看破本质:无论场景是牛吃草、水管排水,还是超市补货卖货、人口增长消耗粮食,只要满足“一边匀速增、一边被消耗”,就可以用我们的“比较法”破局!
📝 阿星必背口诀:
“牛吃草,真奇妙,草在长,牛在咬。
两次情况比一比,总量差额是密钥。
差额除以天数差,草速立刻就找到。
原有草量也好求,总量减去生长掉。
最后问题不管变,消耗等于总草料!”
🚀 举一反三:变式挑战
一片草地,12头牛可以吃25天,10头牛可以吃30天。问草每天匀速生长,可供多少头牛吃10天?
一片草地,草匀速生长。如果放24头牛,6天吃完;如果放21头牛,8天吃完。那么,如果放16头牛,草永远也吃不完吗?如果吃得完,需要几天?
地铁站入口,检票口匀速检票进站,旅客匀速到来。若开5个检票口,30分钟无人排队;若开8个检票口,12分钟无人排队。现要求10分钟内无人排队,需开几个检票口?
解析与答案
【详尽解析】
入门例题答案:需要 \(25\) 头牛。过程见上方详细拆解。
进阶例题答案:能吃 \(12\) 周。过程见上方详细拆解。
拔高例题答案:需要 \(11\) 个排水口。过程见上方详细拆解。
举一反三解析:
- 变式一:
➡ 总消耗差: \(10 \times 30 - 12 \times 25 = 300 - 300 = 0\)?等等,算错了。应该是 \( (10 \times 30) - (12 \times 25) = 300 - 300 = 0 \)?不对,检查:12头牛吃25天是 \(12 \times 25 = 300\) 份;10头牛吃30天是 \(10 \times 30 = 300\) 份。总消耗一样!这意味着草在长的天数差(30-25=5天)里,多长的草量为0?那草速就是0。这是一片不生长的草地!原有草量就是300份。吃10天,需要 \(300 \div 10 = 30\) 头牛。
✅ 答案: \(30\) 头牛。提示:比较法依然适用,当两次总消耗相等时,意味着草的生长速度为零。 - 变式二:
➡ 求草速:总消耗差 \((21 \times 8) - (24 \times 6) = 168 - 144 = 24\) 份。天数差 \(8-6=2\) 天。草速 \(24 \div 2 = 12\) (份/天)。
➡ 求原有草量: \(24 \times 6 - 12 \times 6 = 144 - 72 = 72\) 份。
➡ 分析:如果放16头牛,牛每天吃16份,草每天长12份,那么每天净减少 \(16 - 12 = 4\) 份草。
➡ 原有72份草,按此速度,需要 \(72 \div 4 = 18\) 天吃完。
✅ 答案: 吃得完,需要 \(18\) 天。提示:判断“永远吃不完”的条件是:牛每天的吃草量 ≤ 草每天的生长量。 - 变式三:
➡ “翻译”:旅客到来 = 草生长,检票口 = 牛,无人排队 = 草被吃完(原有排队旅客清零)。
➡ 设1个口1分钟检1份人(旅客)。
➡ 总“处理量”差: \((8 \times 12) - (5 \times 30) = 96 - 150 = -54\)?出现负数了!注意,这里的“总处理量”指的是“检票口检走的人数”。开8个口12分钟检走96人,开5个口30分钟检走150人。怎么时间长的反而处理得多?因为旅客在不断来,排队的人(原有草量)是一样的,时间长,新来的旅客(新长的草)就多,所以总处理量就大。所以计算没错。
➡ 差额: \(150 - 96 = 54\) 人。这是旅客在 \(30 - 12 = 18\) 分钟里多来的人数。
➡ 旅客到来速度(草速): \(54 \div 18 = 3\) (人/分钟)。
➡ 原有排队人数(原有草量): \(5 \times 30 - 3 \times 30 = 150 - 90 = 60\) 人。
➡ 设需开 \(x\) 个口,10分钟处理完: \(10x = 60 + 3 \times 10\) → \(10x = 90\) → \(x = 9\)。
✅ 答案:需要开 \(9\) 个检票口。提示:完美迁移,核心等式永远是:消耗 = 原有量 + 新增量。
PDF 典型例题打印版
为了节省资源,点击后将为您即时生成 PDF