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应用题:用代数来解

应用题就是一个藏着数字的小故事。代数方法有四步:用字母表示未知数,把故事变成方程,解方程,再回到故事里检验答案。同样的四步可以用在数字、年龄、行程、工程和图形问题上,也适用于需要两个未知数或一元二次方程的题目。

🎬 分步故事

  1. 小米有一些铅笔,我们把这个未知的数叫作 x。小拉有的比她多 3 支,就是 x + 3。两人一共有 13 支。先试 x = 3,右边的盘子更重。
  2. 再试 x = 7,这次左边的盘子更重。靠猜,可能要试很多次。
  3. 所以我们把故事写成方程:x + (x + 3) = 13。只有 x 取对了,两个盘子才会一样重。
  4. 让天平保持平衡。两边都拿走 3,再把两边各分成相同的 2 份,得到 x = 5。
  5. 回到故事里检验:小米有 5 支,小拉有 8 支,5 + 8 = 13,没有问题。一定要检验。
  6. 自由玩一玩:拖动滑块改变 x。看看天平什么时候平衡,条什么时候变成绿色。

提示:拖动3D画面可以旋转,用两根手指可以缩放。

🤔 常见疑问,一次讲清

为什么把未知数叫作 x?可以用别的字母吗?

任何字母都可以。重要的是说明它表示什么(比如用 m 表示小米的铅笔数)。这里我们用 x 表示蓝色的那堆方块。

我可以直接猜再检验,为什么还要列方程?

猜可能要试很多次,遇到难的数字,靠运气根本猜不出来。在 3D 里,x = 3 和 x = 7 都是错的。方程一下子就能找到 x。

怎么把一句话变成方程?

把故事拆成一个个小事实。“小拉多 3 支”就是 x + 3。“两人一共有 13 支”表示整个左盘等于 13。

为什么两边必须做同样的事?

两个盘子是平衡的。如果只从一个盘子拿走 3,它就会翘起来。两边都拿走 3,天平仍然平衡。

我已经解出方程了,为什么还要再检验?

方程可能和故事不一致。把 5 和 8 放回故事里检验,才能证明答案是对的。

如果我试了很多 x,天平始终不平衡怎么办?

那说明这个方程没有符合故事的解。重新读一遍故事,检查你的方程。可能有一句话翻译错了。

什么是应用题?

应用题是一个带数字的小故事,其中有一个或几个数字被藏起来了。我们的任务就是把它们找出来。

用算术也可以靠试数字找到答案。代数更快也更可靠:我们给藏起来的数一个字母(比如 x),然后像对待其他数一样去计算。这个字母叫作未知数或变量。

看上面的 3D 天平。小米的铅笔是一堆蓝色的 x 个方块。左盘放着所有铅笔,右盘放着 13。两个盘子一样重,说明方程成立。

代数方法的四个步骤

  1. 设未知数。写清楚它到底表示什么,例如:设 x = 小米的铅笔数。别忘了单位。
  2. 列方程。把故事用数学语言说出来。多表示 +,少表示 −,倍或两倍表示 ×,是或一共常常表示 =。
  3. 解方程。对两边做同样的事,直到 x 单独留在一边。
  4. 检验。把答案代入故事,而不是只代入你的方程。然后用一句完整的话写出答案,带上单位。

翻译时要仔细:比 x 多 5 是 x + 5,但比 x 少 5 是 x − 5,而 5 比 x 少多少要写成 5 − x。

常见的应用题类型

数字和年龄问题

两个连续的数:x 和 x + 1。三个连续的偶数:x、x + 2、x + 4。年龄问题要记住,过了 n 年,每个人都大了 n 岁。

行程问题

路程 = 速度 × 时间。如果两个人相向而行,他们的速度相加。在河里,船顺水的速度是(船速 + 水速),逆水的速度是(船速 − 水速)。

工程问题

如果一个水龙头 6 小时能把水箱灌满,那么 1 小时就灌满水箱的 1/6。把一小时内完成的部分加起来,再求出全部需要的时间。

百分数和混合问题

部分是整体的百分之几:部分 = (p/100) × 整体。把每份混合物里纯物质的量加起来,就能列出方程。

图形问题

用面积 = 长 × 宽,周长 = 2(长 + 宽)。题目常常会告诉你一条边和另一条边的关系。

两个未知数和一元二次方程

有时故事里有两个被藏起来的数,比如一支笔的价钱和一本笔记本的价钱。这时我们用两个字母,列出两个方程,再用加法、减法或代入法来解(这叫二元一次方程组)。

有时方程里会出现 x²。例如,一个长方形的长是 (w + 3),面积是 40,那么 w(w + 3) = 40,化简得 w² + 3w − 40 = 0。解出来有两个根,但故事可能只允许其中一个。长度不能是负数,所以要舍去那个负根。每个根都要放回故事里试一试。

动手试试:在家做一个天平

拿一把尺子和一支铅笔做成跷跷板,再准备两个小杯子和 20 颗一样的硬币或豆子。在一个杯子里放一些豆子,用布盖住:这个数就是 x。请朋友把同样的杯子放在另一边,并在一边再加 3 颗豆子。先预测:如果另一边有 13 颗时跷跷板刚好平衡,杯子里有多少颗豆子?然后掀开布检验。把你用过的方程写下来。

重点公式和概念

例题讲解

1. 两个连续的数之和是 41,求这两个数。

设较小的数为 x,下一个数是 x + 1。方程:x + (x + 1) = 41,所以 2x + 1 = 41,2x = 40,x = 20。这两个数是 20 和 21。检验:20 + 21 = 41。

2. 父亲的年龄是儿子的 4 倍。5 年后,两人的年龄之和是 55。求他们现在的年龄。

设儿子 x 岁,父亲 4x 岁。5 年后:(x + 5) + (4x + 5) = 55,所以 5x + 10 = 55,5x = 45,x = 9。儿子 9 岁,父亲 36 岁。检验:5 年后 14 + 41 = 55。

3. 两个城镇相距 180 km。两辆车同时从两地出发,相向而行,速度分别是 50 km/h 和 40 km/h。它们什么时候相遇?

设时间为 t 小时。路程:50t + 40t = 180,所以 90t = 180,t = 2。它们 2 小时后相遇。检验:100 km + 80 km = 180 km。

4. 一个水龙头 6 小时能灌满一个水箱,另一个水龙头 3 小时能灌满。两个一起开,需要多长时间?

1 小时里两个水龙头灌满水箱的 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6 = 1/2。所以灌满整个水箱需要 2 小时。

5. 3 支笔和 2 本笔记本一共 70 卢比。2 支笔和 3 本笔记本一共 80 卢比。求一支笔和一本笔记本的价钱。

设一支笔 p,一本笔记本 n。3p + 2n = 70,2p + 3n = 80。第一个减去第二个:p − n = −10。两个相加:5p + 5n = 150,所以 p + n = 30。又 n = p + 10,所以 2p + 10 = 30,p = 10,n = 20。一支笔 10 卢比,一本笔记本 20 卢比。检验:30 + 40 = 70,20 + 60 = 80。

6. 一个长方形的长比宽多 3 m,面积是 40 m²。求它的边长。

设宽为 w m,长是 w + 3。面积:w(w + 3) = 40,所以 w² + 3w − 40 = 0。因式分解:(w + 8)(w − 5) = 0,所以 w = −8 或 w = 5。宽不能是负数,所以 w = 5 m,长是 8 m。检验:5 × 8 = 40。

7. 一条船顺水行 36 km,再逆水返回 36 km,一共用了 9 小时。河水的流速是 3 km/h。求船在静水中的速度。

设船速为 v km/h。时间 = 路程 ÷ 速度,所以 36/(v + 3) + 36/(v − 3) = 9。两边乘以 (v + 3)(v − 3):36(v − 3) + 36(v + 3) = 9(v² − 9),所以 72v = 9v² − 81,v² − 8v − 9 = 0,(v − 9)(v + 1) = 0。v = 9(速度不能是负数)。检验:36/12 + 36/6 = 3 + 6 = 9 小时。

常见错误

练习测验

1. 代数方法的第一步是什么?
2. 小拉的弹珠比小米多 4 颗,小米有 m 颗。小拉有:
3. 两辆车相向而行,速度是 40 和 60 km/h。它们之间的距离每小时缩短多少?
4. 一个表示长度的一元二次方程,根是 7 和 −2。我们保留哪个?
5. 为什么要在故事里检验答案?

练习:自己动手回答

输入或选择你的答案,然后点“检查”。卡住了就看提示;回答后会显示完整解答。

常见问题

代数应用题应该怎么开始?

先读两遍,找出题目要求什么,然后写:设 x = 那个量(带上单位)。再把故事里的每一句话变成数学式子。

怎么判断该用一个字母还是两个字母?

数一数藏起来的数有几个。如果故事把第二个数和第一个数联系起来了(小拉多 3 支),一个字母就够了。如果两个数是各自独立的,而题目给了两个条件,就用两个字母、列两个方程。

考试会考应用题吗?

会。几乎每个代数章节最后都有应用题,学校考试通常会给它几分,主要看你列的方程和最后的答句。

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