方程组应用题-行程

📘 二元一次方程组·
⭐⭐⭐
·设未知数、列方程

🎯 学习目标

  • 能根据行程问题中的数量关系设两个未知数
  • 能正确列出二元一次方程组并求解
  • 能检验解的合理性并回答实际问题

📚 核心概念

在行程问题中,核心关系是:路程 = 速度 × 时间,即 s=vts = v \cdot t。当涉及两个物体(如两人、两车)运动时,通常需要设两个未知数,比如设甲的速度为 xx 千米/小时,乙的速度为 yy 千米/小时。根据题目给出的条件(如相遇、追及、相向而行、同向而行等),找出两个独立的等量关系,分别列出两个方程,组成二元一次方程组。

常见的行程情境包括:

  • 相向而行相遇:两人从两地同时出发相向而行,相遇时两人所走路程之和等于两地距离;
  • 同向追及:快者追慢者,追上时两者所走路程差等于初始距离;
  • 往返或不同时间出发:需注意时间差或总时间的分配。

关键是准确找出两个等量关系,并统一单位(如时间用小时,速度用千米/小时)。设未知数时,优先设题目最后要求的量,避免设中间变量导致复杂化。

📝 关键公式

  • 基本公式s=vts = v \cdot t(路程 = 速度 × 时间)
    • 示例:一辆车以60 km/h行驶2小时,路程为 60×2=12060 \times 2 = 120 km。
  • 相遇问题s1+s2=Ss_1 + s_2 = S(两人路程和 = 总距离)
    • 示例:A、B两地相距300 km,甲、乙相向而行,相遇时甲走 xx km,乙走 yy km,则 x+y=300x + y = 300
  • 追及问题ss=ds_{\text{快}} - s_{\text{慢}} = d(快者路程 − 慢者路程 = 初始距离)
    • 示例:乙先走10 km,甲以更快的速度追赶,追上时甲比乙多走10 km。

💡 经典例题

例题1(基础):A、B两地相距240千米,甲、乙两人分别从A、B两地同时出发,相向而行,2小时后相遇。已知甲每小时比乙多走10千米,求甲、乙的速度。

解题过程

  1. 设乙的速度为 xx 千米/小时,则甲的速度为 (x+10)(x + 10) 千米/小时。
  2. 相遇时,两人共走了240千米,且都走了2小时。
    • 甲走的路程:2(x+10)2(x + 10)
    • 乙走的路程:2x2x
  3. 列方程:2(x+10)+2x=2402(x + 10) + 2x = 240 化简得:4x+20=2404x + 20 = 240x=55x = 55
  4. 所以乙速度55 km/h,甲速度65 km/h。

例题2(进阶):小明骑自行车从家出发去学校,0.5小时后,爸爸发现他忘带作业,立即开车追赶。爸爸出发后15分钟追上小明。已知爸爸开车速度是小明骑车速度的3倍,求小明的速度。

解题过程

  1. 设小明速度为 xx km/h,则爸爸速度为 3x3x km/h。
  2. 爸爸追上小明时:
    • 小明已骑行 0.5+0.25=0.750.5 + 0.25 = 0.75 小时,路程为 0.75x0.75x
    • 爸爸行驶了0.25小时,路程为 0.253x=0.75x0.25 \cdot 3x = 0.75x
  3. 因为追上时两人路程相等,所以直接有 0.75x=0.75x0.75x = 0.75x(恒成立),说明需换思路——其实只需一个方程,但题目隐含“路程相等”这一关系。 更严谨地,列方程组(虽然只有一个独立方程):
{s=x0.75s=3x0.25 \begin{cases} s = x \cdot 0.75 \\ s = 3x \cdot 0.25 \end{cases}

解得:0.75x=0.75x0.75x = 0.75x,说明任意 xx 都满足?不对!实际上题目缺少总路程信息,但可求比例。不过本题只需利用追及时路程相等: x(0.5+0.25)=3x0.25x(0.5 + 0.25) = 3x \cdot 0.250.75x=0.75x0.75x = 0.75x,恒成立,说明只要速度是3倍,15分钟必追上。但题目要求求速度,说明需补充条件。修正:若题目给出追上时离家15 km,则: 0.75x=150.75x = 15x=20x = 20 km/h。

(注:原题若无具体距离,无法求出具体速度。此处假设追上时路程为15 km以完成求解。)

⚠️ 易错点

  • 单位不统一:如时间用分钟,速度用km/h,未换算。避免方法:全部换算成小时或全部换算成分钟。
  • 设错未知数:设了中间量而非题目所求。避免方法:优先设题目问的量为未知数。
  • 忽略时间差:如一人先出发,另一人后出发,未正确计算各自运动时间。避免方法:画时间线,明确每人实际运动时间。
  • 混淆相遇与追及的等量关系:相遇用“和”,追及用“差”。避免方法:牢记“相向走总路,同向看差距”。
  • 不检验解的合理性:如解出速度为负数或过大。避免方法:代入原题检查是否符合实际情境。