小学数学植树问题(两端都种)核心模型与易错点解析:为什么要加1?:典型例题精讲
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最近更新
2025-12-20
小学数学“楼梯/植树问题”核心模型深度解析:告别“加1减1”的噩梦
💡 阿星解密:为什么公式长这样?
让我们把“从1楼走到4楼用了6分钟”这个例子,用慢动作回放一下。
想象你站在1楼,你的目标是4楼。现在,请抬起脚,走一步楼梯,你到了哪里?对,你到了1楼和2楼之间的楼梯平台。再走一步,你才真正站上2楼的地面。
关键来了:你从1楼地面出发,走到4楼地面结束。你走过的,是连接这些地面的一段段楼梯,而不是楼层本身。我们来数一数:
- 连接1楼和2楼的:第1段楼梯
- 连接2楼和3楼的:第2段楼梯
- 连接3楼和4楼的:第3段楼梯
看到了吗?从第1层地面到第4层地面,中间只有3段楼梯。那个容易出错的、看不见的数字就是 起点楼层本身。你花费的6分钟,是走这3段楼梯的总时间,而不是爬4个楼层的时间。
所以,这里的核心公式是:走的“段数” = 终点楼层 - 起点楼层。那个减号,减掉的就是你一开始就已经站在了起点上,不需要“走”它这个事实。这就像植树问题中,第一棵树就种在起点线上,不需要再为它挖一个前面的坑。
🔥 三级跳挑战:从陷阱到精通
【母题演示】在一条20米长的小路一边植树,每隔5米种一棵树(两端都要种)。一共需要多少棵树?
阿星的显微镜:
我们不急计算,先来“修路”。把20米的路想象成一条大香肠。
- 第一步:切分间隔。每隔5米切一刀,20米能切几刀?20 ÷ 5 = 4(刀)。这4刀,把香肠分成了4段。这4段就是“间隔”。
- 第二步:摆放大树。现在在每一段的起点摆一棵树。从最左端开始:
- 第1段的起点:种第1棵树。
- 第2段的起点(即5米处):种第2棵树。
- 第3段的起点(即10米处):种第3棵树。
- 第4段的起点(即15米处):种第4棵树。
哦,等等!路的最右端(20米处)还没有树,但两端都要种。我们发现,最后一段的终点也需要一棵树。
- 所以,我们总共需要:起点的1棵 + 中间3个分段点上的3棵 + 终点的1棵 = 5棵树。
看明白了吗?树的数量比间隔数多1。那个“+1”,就是终点的那一棵,它不在任何一段的“起点”,而在最后一段的“终点”。
标准算式:间隔数:\( 20 \div 5 = 4 \)(个) → 棵树:\( 4 + 1 = 5 \)(棵)
【易错陷阱】把母题的条件稍作改变:在一条环形(圆圈)池塘周长20米上植树,每隔5米种一棵,需要多少棵?
阿星的避雷针:
大多数人会怎么错:直接套用“间隔数+1”的公式:20 ÷ 5 = 4,4 + 1 = 5(棵)。
为什么错:他们忽略了环形和直线两端都种的本质区别!在环形上,首尾相连了。让我们把第4棵树种在20米处(终点),你会发现,这第4棵树距离起点(0米处,也是20米处)刚好也是5米!也就是说,最后一棵树的“后面”,紧接着就是第一棵树,它们之间天然形成了一个间隔。这样一来,树的个数和间隔的数量就是一一对应,一个不多,一个不少。
正确思路:环形问题中,“树”的数量 = “间隔”的数量。因为没有了直线的“头”和“尾”,它形成了一个完美的闭环。
正确算式:\( 20 \div 5 = 4 \)(棵)。没有那个“+1”!
【高手进阶】时钟在4点时敲4下,用了6秒。那么在8点时敲8下,需要多少秒?
思维迁移:这根本不是时钟问题,这还是一个“植树问题”!
- 识别核心要素:
- “敲一下”相当于“种一棵树”。
- 敲击声之间的停顿时间,相当于“树与树之间的间隔”。
- 用的总时间(6秒),是所有停顿时间的总和,而不是敲击本身的时间(敲击瞬间几乎不花时间)。
- 建立模型:敲4下,有几段“间隔”(停顿)?画图:咚~~~咚~~~咚~~~咚。停顿出现在第1-2下、第2-3下、第3-4下之间。所以,4下之间有3个间隔。这完全符合“棵树 = 间隔数 + 1”。
- 代入计算:
- 每个间隔时长:\( 6 \div (4 - 1) = 2 \)(秒)。看,这里先做了“敲击数 - 1”来求间隔数。
- 敲8下,间隔数为:\( 8 - 1 = 7 \)(个)。
- 总时间:\( 7 \times 2 = 14 \)(秒)。
看,虽然题目从“植树”变成了“敲钟”,但只要抓住了“点数”和“段数”(间隔数)的关系,就能轻松破解!
📝 阿星的定海神针(口诀):
“直线种树两端加,环形闭合不加它。点数段数要分清,减一再加不抓瞎。”
(解释:“直线种树两端加”指直线两端都种树,公式为“段数+1”;“环形闭合不加它”指环形植树,公式就是“段数”,不加1。“点数段数要分清”指比如敲钟的点数是“点”,中间时间是“段”。)
🚀 举一反三:巩固练习
一根木头长12米,要把它锯成3米长的小段,每锯一次需要2分钟,锯完这根木头总共需要多少分钟?
在一座长60米的桥梁两侧安装路灯(桥的两端都要装),每隔10米装一盏,一共要装多少盏路灯?
小明从第5层开始向上爬楼梯,爬了4层后,他到了第几层?
📚 答案与解析
【答案速查】
- 练习一:需要锯的段数:\( 12 \div 3 = 4 \)(段)。锯成4段需要锯的次数:\( 4 - 1 = 3 \)(次)。总时间:\( 3 \times 2 = 6 \)(分钟)。解析:“锯木头”是经典的“段数比次数多1”(次数=段数-1)问题。
- 练习二:一侧桥梁的间隔数:\( 60 \div 10 = 6 \)(个)。一侧路灯数(两端都装):\( 6 + 1 = 7 \)(盏)。两侧总数:\( 7 \times 2 = 14 \)(盏)。解析:这是“直线两端都种”模型,易错点在于最后要乘以2,因为问题问的是“两侧”总和。
- 练习三:到了第 \( 5 + 4 = 9 \) 层。解析:这是最纯粹的“楼梯问题”逆向应用。起点是第5层,爬了4层(即4段楼梯),所以终点楼层是 \( 5 + 4 = 9 \)。注意,这里没有“+1”或“-1”,因为起点第5层是已知的,爬的层数是直接加上的“段数”。
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