题目
如图所示,一个水箱上有A、B两个排水孔,两个排水孔都位于水箱侧面一条高的四等分点上.现在,以一定的速度从水箱上方向水箱内灌水.如果打开A孔、关闭B孔,那么需要26分钟能将水箱灌满;如果打开B孔、关闭A孔,那么需要30分钟能将水箱灌满.那么将两个排水孔同时打开,需要多少分钟才能将水箱灌满?
——关联: 工程问题、数学表达、比较与对齐、抽象思维、方程思想、现实关系与逻辑关系
——链接: 〚高思课本.5B.08.h5〛进水排水⭐⭐🏅
解答(1)-方程
求解:
- 设,进水时间=x,排水时间=y;故:进水效率=1/x,排水效率=1/6;
- 方程
- 解方程
- 计算最后答案
解析
- 这是高年级或大人常见的解法
- 使用成熟的“方程思想”,不需要太多思考
- 但未知数设的简单粗暴,导致解方程需要一定的基本功
解答(2)-改进未知数
求解:
- 设,全进水需要时间=4x,全“进-排”需要时间=4y;
- 方程
- 解方程,易得:x=6,y=8
- 故:进水效率=1/24;排水效率=1/24-1/32=1/96
- 后续计算一样,略
解析
- 看起来,简单很多
- 改进1:时间不要设为x,而是4x——避免出现分数
- 改进2:不要关注排水时间,而是关注“进水-排水”需要的时间
- 能使用以上未知数,来自于对问题的清晰分析
即:26分、30分时间组成中是“进”“进-排”
“进”、“排”是分析问题的最小单位,但实际处理问题,可以使用“抽象的概念”,而非一成不变的真是概念——这是数学抽象思维的体现。 - 另,题中26、30都是时间,故未知数设时间方便,设工作效率则徒增麻烦。
解答(3)-直接求解
5年级,二元方程虽然拓展内容中学到,但不够熟练。如何直接求解呢? 求解
- 比较26和30,可得:
- 故,26分钟中,因为“最后1/4出现排水”增加时间位2分钟
- 故,单独进水注满水箱时间:26-2=24分钟
- 故,根据1/4水箱“进-排”方式需要 6+2=8分钟,可求:
- 后续计算一样,略
解析
- 关键点:发现是否有排水的时间差
- 关键点:利用好这个时间差
- 重要的数学思想,即 比较与对齐
- 整个解题思路,来自于对逻辑关系的体会 现实关系与逻辑关系
——解决问题,可以是:速度×时间=路程
——但在数学中,更多是:两个路程的和差倍以及更复杂的关联
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这是本题的基础数学表达
基于抽象分析,
将数量、关联、意思、含义
用简洁的符号、字母、表格、数字
做清晰、准确的体现——表达出来
虽然,这距离解出题目还有一些事情
但是,这给求解提供了扎实、有效的基础
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