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数学不再难:“效率排序”心法,3步攻克所有“多人合作”应用题:典型例题精讲

适用年级

奥数

难度等级

⭐⭐⭐

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最近更新

2025-12-20

多人合作:像点外卖一样安排工作,效率排序就是最快送达的秘诀

💡 阿星起步:多人合作 的底层逻辑

想象一下这个场景:大扫除时间到了,你和你的“懒癌”室友需要把家里弄干净。你一小时能打扫一个房间,你的室友一小时能打扫半个房间。如果你们俩一起干,是不是就比一个人干快多了?

这就是“多人合作”问题要解决的核心:当不止一个人(或机器、队伍)一起完成一项任务时,我们怎么知道他们总共需要多少时间?又或者,怎么安排他们的工作顺序,才能让总时间最短?

它的本质不是记公式,而是理解一个叫 “工作效率” 的东西。你可以把它想象成每个人的做事速度

  • 总工作量看作一堆需要搬的砖(我们常把它看作 “1”,代表一整个工程)。
  • 完成时间看作你搬砖花了多久。
  • 那么,工作效率 = 工作量 ÷ 时间,就是你每小时能搬多少砖

核心心法(效率排序):当有多项任务、多个人的时候,想让整体完工最快,就要让效率最高的人(队伍)优先去做他们最擅长的事,避免让“慢工”拖累整体进度。就像你去银行,一定会选择人最少、办事最快的那条队伍排队。解决复杂安排问题的关键,就在于给所有人的工作效率排个序,然后按“快者优先”的原则来分配任务

🔥 三级跳挑战:从入门到大神

【入门例题】阿星刷一面墙需要2小时,阿强刷同一面墙需要3小时。如果两人一起刷,需要多少小时?

🌱

阿星拆解:

第一步:确定总工作量。我们把“刷完一面墙”这个工程总量设为 \( 1 \)。

第二步:求每个人的工作效率(每小时完成多少工作量)。

  • 阿星效率:\( 1 \div 2 = \frac{1}{2} \)(每小时完成半面墙)
  • 阿强效率:\( 1 \div 3 = \frac{1}{3} \)(每小时完成三分之一面墙)

第三步:求合作效率。两人一起干,每小时的工作量就是两人的效率加起来:
\( \frac{1}{2} + \frac{1}{3} = \frac{3}{6} + \frac{2}{6} = \frac{5}{6} \)

第四步:求合作时间。总工作量 \( 1 \) 除以合作效率,就得到时间:
\( 1 \div \frac{5}{6} = 1 \times \frac{6}{5} = \frac{6}{5} \)(小时)

第五步:转化单位。\( \frac{6}{5} \) 小时 = 1.2 小时 = 1小时12分钟。

所以,两人一起刷,需要1.2小时(或1小时12分钟)

【进阶例题】一个水池,有A、B两个进水管。单开A管,8小时能注满水池;单开B管,12小时能注满。现在先单独开A管1小时,然后打开B管,两管一起注水。请问从开始算起,总共需要多少小时才能注满水池?

⚠️

阿星敲黑板:

陷阱提示:这里不是“从头就开始合作”,而是有先后顺序!必须先算出A管单独工作1小时后,剩下的工作量是多少。

化解步骤

第一步:设总水量为 \( 1 \)。求效率:A管效率 \( \frac{1}{8} \),B管效率 \( \frac{1}{12} \)。

第二步:计算A管单独工作1小时完成的工作量:
\( \frac{1}{8} \times 1 = \frac{1}{8} \)

第三步:计算剩下的工作量:
\( 1 - \frac{1}{8} = \frac{7}{8} \)

第四步:两管合作的效率为:
\( \frac{1}{8} + \frac{1}{12} = \frac{3}{24} + \frac{2}{24} = \frac{5}{24} \)

第五步:用剩下的工作量除以合作效率,得到合作需要的时间:
\( \frac{7}{8} \div \frac{5}{24} = \frac{7}{8} \times \frac{24}{5} = \frac{7 \times 3}{5} = \frac{21}{5} = 4.2 \)(小时)

第六步:注意!问题问的是“从开始算起”的总时间。所以要把A管单独的1小时加上:
\( 1 + 4.2 = 5.2 \)(小时)

因此,总共需要5.2小时(或5小时12分钟)

【拔高例题】制作一批手工纪念品,熟练工阿月单独做需要10天,新手阿云单独做需要15天。为了尽快交货,老板决定让两人合作。但合作两天后,阿月请假离开,剩下的由阿云独自完成。请问从开始到完工,一共用了多少天?

🚀

思维迁移:

看,场景又变了!从“刷墙”、“注水”变成了“做手工”。但别慌,“效率排序”的核心思想依然闪耀!阿月效率高 \( \frac{1}{10} \),阿云效率低 \( \frac{1}{15} \)。老板的安排本身就是让高效者(阿月)优先参与合作,这正是效率思想的体现。我们的解题逻辑依然是:“总工作量 = 阶段一完成量 + 阶段二完成量”

解题演示

第一步:设总工作量为 \( 1 \)。阿月效率 \( \frac{1}{10} \),阿云效率 \( \frac{1}{15} \)。

第二步:计算合作效率:\( \frac{1}{10} + \frac{1}{15} = \frac{3}{30} + \frac{2}{30} = \frac{5}{30} = \frac{1}{6} \)。

第三步:合作2天完成的工作量:\( \frac{1}{6} \times 2 = \frac{1}{3} \)。

第四步:剩下的工作量:\( 1 - \frac{1}{3} = \frac{2}{3} \)。

第五步:剩下的由效率为 \( \frac{1}{15} \) 的阿云单独完成,所需时间:
\( \frac{2}{3} \div \frac{1}{15} = \frac{2}{3} \times 15 = 10 \)(天)。

第六步:总时间 = 合作时间 + 阿云单独时间 = \( 2 + 10 = 12 \)(天)。

所以,从开始到完工一共用了12天

📝 阿星必背口诀:

工程总量看作“1”,效率就用“1”除以时间。
合作效率是加和,分步完成要牢记:
先干多少要算清,剩下多少再处理。
效率排序是核心,快马优先不停蹄!

🚀 举一反三:变式挑战

变式一:模仿练习

打印一份文件,使用老式打印机单独打印需要20分钟,使用新式打印机单独打印需要12分钟。如果两台打印机同时工作,打印这份文件需要多少分钟?

变式二:逆向思维

一项工作,甲、乙两人合作6小时可以完成。如果单独做,甲比乙少用5小时。假设乙单独做需要 \( x \) 小时,请列出关于 \( x \) 的方程。

变式三:综合挑战

搬运一个仓库的货物,甲队需要10小时,乙队需要12小时,丙队需要15小时。现有两个完全相同的仓库A和B。开始时三队都在A仓库搬运,若干小时后,丙队被调往B仓库搬运。最后两个仓库的货物同时被搬完。问:丙队在A仓库搬运了多少小时?


解析与答案

【详尽解析】

入门例题答案:1.2小时。

进阶例题答案:5.2小时。

拔高例题答案:12天。

变式挑战解析:

  1. 变式一(模仿练习):总量为1,老打印机效率\( \frac{1}{20} \),新打印机效率\( \frac{1}{12} \)。合作效率 \( \frac{1}{20} + \frac{1}{12} = \frac{3}{60} + \frac{5}{60} = \frac{8}{60} = \frac{2}{15} \)。时间 \( 1 \div \frac{2}{15} = 7.5 \) 分钟。
  2. 变式二(逆向思维):乙效率 \( \frac{1}{x} \),则甲效率 \( \frac{1}{x-5} \)。合作效率为 \( \frac{1}{x} + \frac{1}{x-5} \),合作6小时完成,方程为:\( (\frac{1}{x} + \frac{1}{x-5}) \times 6 = 1 \)。
  3. 变式三(综合挑战)核心提示:本题是“效率排序”思想的高阶应用。设丙在A仓库工作了 \( t \) 小时。甲、乙、丙效率分别为 \( \frac{1}{10}, \frac{1}{12}, \frac{1}{15} \)。A仓库由三队合作 \( t \) 小时,然后由甲、乙两队合作完成剩余部分;B仓库由丙队单独工作(总时间未知)。关键是利用“两个仓库同时搬完”建立等式。设总工作时间为 \( T \) 小时,则A仓库工作量:\( (\frac{1}{10}+\frac{1}{12}+\frac{1}{15})t + (\frac{1}{10}+\frac{1}{12})(T-t) = 1 \);B仓库工作量:\( \frac{1}{15} T = 1 \)。由后者得 \( T=15 \) 小时,代入前者即可解出 \( t = 8 \) 小时。

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