方程应用题-配套

📘 一元一次方程·
⭐⭐⭐
·配套关系、设未知数

🎯 学习目标

  • 理解配套问题中各部分之间的数量关系
  • 能根据题意合理设未知数并列出一元一次方程
  • 掌握解决配套类应用题的基本步骤和方法

📚 核心概念

在配套问题中,通常涉及两种或多种物品按一定比例组合使用,例如螺钉与螺母、上衣与裤子、桌子与椅子等。关键在于找出它们之间的配套比例关系,并据此建立等量关系。

例如,若1件上衣需要配2条裤子,则上衣数量与裤子数量之比为 1:21:2。如果设上衣数量为 xx,则裤子数量应为 2x2x;反之,若设裤子数量为 yy,则上衣数量为 y2\frac{y}{2}

解题一般步骤如下:

  1. 审题:明确哪些物品配套,配套比例是多少;
  2. 设未知数:通常设其中一种物品的数量为 xx
  3. 表示其他量:根据配套比例,用含 xx 的式子表示另一种物品的数量;
  4. 列方程:利用题目中给出的总人数、总产量或其他条件建立等量关系;
  5. 解方程并检验:求出 xx 后,验证是否符合实际意义。

这类问题的核心是比例关系转化为代数表达式,再通过一元一次方程求解。

📝 关键公式

  • 配套比例关系:若A与B按 m:nm:n 配套,则 A的数量m=B的数量n\frac{\text{A的数量}}{m} = \frac{\text{B的数量}}{n}
    • 示例:螺钉与螺母按 1:21:2 配套,若螺钉有 xx 个,则螺母应有 2x2x 个。
  • 总量关系式:总人数 = 生产A的人数 + 生产B的人数(常用于分配工人问题)。
    • 示例:共30人,其中 xx 人做上衣,则做裤子的人数为 30x30 - x

💡 经典例题

例题1(基础):某车间有28名工人,每人每天可生产12个螺钉或18个螺母。一个螺钉需配两个螺母。问应安排多少人生产螺钉,多少人生产螺母,才能使每天生产的螺钉与螺母刚好配套?

解题过程

  1. 设安排 xx 人生产螺钉,则生产螺母的人数为 28x28 - x
  2. 每天生产螺钉数量:12x12x;螺母数量:18(28x)18(28 - x)
  3. 根据配套关系(1螺钉 : 2螺母),得:
2×(12x)=18(28x) 2 \times (12x) = 18(28 - x)
  1. 解方程:
24x=50418x24x+18x=50442x=504x=12 24x = 504 - 18x \\ 24x + 18x = 504 \\ 42x = 504 \\ x = 12
  1. 所以,安排12人生产螺钉,2812=1628 - 12 = 16人生产螺母。

例题2(进阶):某服装厂要生产一批校服,每套包括1件上衣和1条裤子。现有布料足够做上衣200件或裤子300条。问最多能生产多少套完整的校服?

解题过程

  1. 设最多能生产 xx 套校服,则需上衣 xx 件、裤子 xx 条。
  2. 做1件上衣用布 1200\frac{1}{200}(总布料为1单位),做1条裤子用布 1300\frac{1}{300}
  3. 总用布量不能超过1,列方程:
x200+x300=1 \frac{x}{200} + \frac{x}{300} = 1
  1. 通分求解:
3x+2x600=15x600=15x=600x=120 \frac{3x + 2x}{600} = 1 \\ \frac{5x}{600} = 1 \\ 5x = 600 \\ x = 120
  1. 答:最多能生产120套完整校服。

⚠️ 易错点

  • 错误理解配套比例:如“1个螺钉配2个螺母”误写成“螺钉 = 2 × 螺母”。正确应为“螺母 = 2 × 螺钉”。避免方法:画图或用具体数字验证比例。
  • 设未知数不合理:设了两个未知数却只列一个方程。应始终围绕配套关系,只设一个未知数,另一个用代数式表示。
  • 忽略实际意义:解出人数为小数或负数仍当作答案。应检查结果是否为非负整数,并符合题意。
  • 混淆产量与人数关系:忘记乘以每人产量。例如,xx 人生产螺钉,总产量是 12x12x,不是 xx。建议写出“总产量 = 人数 × 单人产量”再代入。
  • 未统一单位或总量:如布料问题中未将总布料视为1单位。应先设定统一基准,再列式。

💡 例题

1

3z34z214z+33z^3-4z^2-14z+3除以3z+53z+5时,商是z23z+13z^2-3z+\frac{1}{3}。余数是多少?

  1. 因为已知商,我们不需要用竖式除法求余数。
  2. 记住:如果余数是r(z)r(z),那么 3z34z214z+3=(3z+5)(z23z+13)+r(z).3z^3-4z^2-14z+3=(3z+5)\left(z^2-3z+\frac{1}{3}\right)+r(z).
  3. 用除数乘商,得到 (3z+5)(z23z+13)=3z3+5z29z215z+z+53=3z34z214z+53(3z+5)\left(z^2-3z+\frac{1}{3}\right)=3z^3+5z^2-9z^2-15z+z+\frac{5}{3} = 3z^3-4z^2-14z+\frac{5}{3}
  4. 用被除数减去上一步的结果,就得到余数 r(z)=3z34z214z+3(3z34z214z+53)=43r(z) = 3z^3-4z^2-14z+3 - \left(3z^3-4z^2-14z+\frac{5}{3}\right) = \boxed{\frac{4}{3}}
  5. 我们可以发现r(z)r(z)是一个常数。等式两边的常数部分必须相等,所以
3=513+r(z).3 = 5 \cdot \frac{1}{3} + r(z).
  1. 因此,r(z)=353=43.r(z) = 3 - \frac{5}{3} = \frac{4}{3}.
2

计算下面的算式:

121(113117)+169(117111)+289(111113)11(113117)+13(117111)+17(111113).\frac{121 \left( \frac{1}{13} - \frac{1}{17} \right) + 169 \left( \frac{1}{17} - \frac{1}{11} \right) + 289 \left( \frac{1}{11} - \frac{1}{13} \right)}{ 11 \left( \frac{1}{13} - \frac{1}{17} \right) + 13 \left( \frac{1}{17} - \frac{1}{11} \right) + 17 \left( \frac{1}{11} - \frac{1}{13} \right)} \, .
  1. a=11a=11b=13b=13c=17c=17。用这些字母表示原算式,得 a2(1b1c)+b2(1c1a)+c2(1a1b)a(1b1c)+b(1c1a)+c(1a1b). \frac{a^2 \left( \frac{1}{b} - \frac{1}{c} \right) + b^2 \left( \frac{1}{c} - \frac{1}{a} \right) + c^2 \left( \frac{1}{a} - \frac{1}{b} \right)}{ a \left( \frac{1}{b} - \frac{1}{c} \right) + b \left( \frac{1}{c} - \frac{1}{a} \right) + c \left( \frac{1}{a} - \frac{1}{b} \right)} \, .
  2. 把分母相同的项合并,得到 1a(c2b2)+1b(a2c2)+1c(b2a2)1a(cb)+1b(ac)+1c(ba). \frac{\frac{1}{a}(c^2-b^2) + \frac{1}{b}(a^2-c^2) + \frac{1}{c}(b^2-a^2)}{\frac{1}{a}(c-b) + \frac{1}{b}(a-c) + \frac{1}{c}(b-a)} \, .
  3. 分子用平方差公式变形: 1a(c+b)(cb)+1b(a+c)(ac)+1c(b+a)(ba).\frac{1}{a}(c+b)(c-b) + \frac{1}{b}(a+c)(a-c) + \frac{1}{c}(b+a)(b-a).
  4. S=a+b+cS = a + b + c,则分子变为 1a(Sa)(cb)+1b(Sb)(ab)+1c(Sc)(ba)=1a(cb)S(cb)+1b(ab)S(ac)+1c(ba)S(ba)=[1a(cb)+1b(ab)+1c(ba)]S\begin{aligned} &\frac{1}{a}(S-a)(c-b) + \frac{1}{b}(S-b)(a-b) + \frac{1}{c}(S-c)(b-a) \\ &=\frac{1}{a}(c-b)S - (c-b) + \frac{1}{b}(a-b)S - (a-c) + \frac{1}{c}(b-a)S-(b-a) \\ &= \left[ \frac{1}{a}(c-b)+ \frac{1}{b}(a-b) + \frac{1}{c}(b-a) \right]S \end{aligned}
  5. 这个分子正好等于分母乘以SS。所以原算式化简为SS,即a+b+c=11+13+17=41a+b+c = 11+13+17=\boxed{41}

✏️ 练习

1

小明和小华参加了一场为期两天的解题比赛。第二天结束时,两人尝试解答的题目总分值都是500分。小明第一天尝试了300分的题目,得了160分;第二天尝试了200分的题目,得了140分。小华第一天没有尝试300分的题目,且两天的得分都是正整数;小华每天的成功率(得分 ÷ 尝试分值)都比小明当天的高。

2

(x,y)(x, y) 是方程组

x+{y}=2.4,{x}+y=5.1\begin{aligned} \lfloor x \rfloor + \{y\} &= 2.4, \\ \{x\} + \lfloor y \rfloor &= 5.1 \end{aligned}

的一组解。求 xy|x - y|

3

小明和小华参加了一场为期两天的解题比赛。第二天结束时,两人尝试解答的题目总分都是500分。小明第一天尝试了300分的题目,得了160分;第二天尝试了200分的题目,得了140分。小华第一天没有尝试300分的题目,且两天的得分都是正整数;小华每天的成功率(得分 ÷ 尝试分)都相同。

4

如果f1(g(x))=x31f^{-1}(g(x))=x^3-1gg有逆,求g1(f(7))g^{-1}(f(7))

5

化简

1log152+1+1log103+1+1log65+1.\frac{1}{\log_{15} 2 + 1} + \frac{1}{\log_{10} 3 + 1} + \frac{1}{\log_6 5 + 1}.