行船問題
知識框架
在公務員的考試中,行船問題的考查點只有以下兩種型別,無論情景如何改變,同學們只要記住由於流水具有一定的速度,行船問題就是弄懂物體在有相對速度情況下的路程、時間和速度的關係,一般採用列方程法求解。這樣就能輕鬆搞定行船問題。
核心點撥
1、題型簡介
行船問題是行程問題的一種,有基本行船問題和變形行船問題(扶梯問題)兩種型別。在公****中,解決行船問題的關鍵是確定「船」的運動速度。一般情況下可採用列方程法求解。
2、核心知識
(1)基本行船問題
順水速度=船速+水速
逆水速度=船速-水速
由上述兩個公式進行相加相減得以下兩公式:
船速=(順水速度+逆水速度)÷2
水速=(順水速度-逆水速度)÷2
(2)變形行船問題——扶梯問題
a.沿電梯運動
能看到的電梯級數=人實際走過的級數+電梯本身移動的級數;
由於人實際走過的時間與電梯本身移動的時間相等,
那麼,上式變形為:
能看到的電梯級數=順行速度×沿電梯運動方向運動所需時間
人速+電梯速度)×沿電梯運動方向運動所需時間;
b.逆電梯運動
能看到的電梯級數=人實際走過的級數-電梯本身走過的級數;
由於人實際走過的時間與電梯本身移動的時間相等,
那麼,上式變形為:
能看到的電梯級數=逆行速度×逆電梯運動方向運動所需時間
人速-電梯速度)×逆電梯運動方向運動所需時間。
夯實基礎
1.基本行船問題
例1:(2010.國考)
某旅遊部門規劃一條從甲景點到乙景點的旅遊線路,經測試,旅遊船從甲到乙順水勻速行駛需3小時;從乙返回甲逆水勻速行駛需4小時。假設水流速度恆定,甲乙之間的距離為y公里,旅遊船在靜水中勻速行駛y公里需要x小時,則x滿足的方程為:
a. b.
c. d.
【答案】d
【解析】[題鑰]
「旅遊船在靜水中勻速行駛y公里需要x小時」,靜水即水速為零時的情況,所以是旅遊船實際的行駛速度,這裡有個誤區是而很多考生讀完這句話,容易把當成水速。
[解析]
旅遊船在該水流段的順水速度:
順水速度=路程÷順水時間= ;
旅遊船在該水流段的逆水速度:
逆水速度=路程÷逆水時間= ;
旅遊船在靜水中的船速:
船速=路程÷靜水中的船行駛的時間=
帶入公式:
船速=(順水速度+逆水速度)÷2
化簡得因此,選d。
2.變形行船問題——扶梯問題
例2:(2005.國考a類)
商場的自動扶梯以勻速由下往上行駛,兩個孩子嫌扶梯走得太慢,於是在行駛的扶梯上,男孩每秒鐘向上走2個梯級,女孩每2秒鐘向上走3個梯級。結果男孩用40秒鐘到達,女孩用50秒鐘到達。則當該扶梯靜止時,可看到的扶梯梯級有:
a. 80級
b. 100級
c. 120級
d. 140級
【答案】b
【解析】[題鑰]
「結果男孩用40秒鐘到達,女孩用50秒鐘到達」, 這裡的兩個時間,均為沿電梯運動方向運動所需的時間。
「則當該扶梯靜止時,可看到的扶梯梯級有」,當扶梯靜止時,男孩和女孩均已到達,故男孩與女孩可看到的扶梯梯級數相等,均為扶梯實際的梯級數。
[解析]
確定人速:
男孩的速度:2級/秒
女孩的速度:1.5級/秒
確定電梯速度:
由於題目中沒有提及,同時也無法由已知條件推得電梯速度,
故設扶梯的速度為x級/秒
確定能看到的電梯級數:
由男孩看到的扶梯梯級=女孩看到的扶梯梯級=扶梯實際的梯級數,
及其公式為:能看到的電梯級數=(人速+電梯速度)×沿電梯運動方向運動所需時間
可列出等式:,
解得,故扶梯級數為。
因此,選b。
高階訓練
1.基本行船問題
例3:(2009.浙江)
甲、乙兩港相距720千公尺,輪船往返兩港需要35小時,逆流航行比順流航行多花5小時,帆船在靜水中每小時行駛24千公尺,問帆船往返兩港要多少小時?
a. 58小時
b. 60小時
c. 64小時
d. 66小時
【答案】c
【解析】[題鑰]
「帆船在靜水中每小時行駛24千公尺」,即水速為零,帆船的船速為24千公尺/小時。
「問帆船往返兩港要多少小時」,已知兩港距離,由於在水中行駛,要求時間,就必須知道帆船的順水速度與逆水速度;而帆船在靜水中的速度已知,所以要知道帆船的順水速度與逆水速度,就必須知道水速,所以本題最關鍵的是通過輪船的情況,求得水速。
[解析]
確定逆水時間:
根據題意,設輪船在逆水時,所需時間為t小時,
則t+t-5=35,解得逆水時間t=20;
確定順水時間:
順水時所用時間為20-5=15小時;
確定輪船順水速度:
順水速度=路程÷順水時間=720÷15=48千公尺/時;
確定輪船逆水速度:
逆水速度=路程÷逆水時間=720÷20=36千公尺/時;
確定水速:
水速=(順水速度-逆水速度)÷2=(48-36)÷2=6千公尺/時;
確定帆船順水速度:
順水速度=船速+水速=24+6=30千公尺/時;
確定帆船逆水速度:
逆水速度=船速-水速=24-6=18千公尺/時;
確定帆船順水時間:
順水速度=路程÷順水時間=720÷30=24小時;
確定帆船逆水時間:
逆水速度=路程÷逆水時間=720÷18=40小時
確定帆船往返時間:
帆船往返時間=帆船順水時間+帆船逆水時間=24+40=64小時
因此,選c。
例4:某河有相距45千公尺的上、下兩碼頭,每天定時有甲、乙兩艘船速相同的客輪分別從兩碼頭同時出發相向而行。一天甲船從上游碼頭出發時掉下一物,此物浮於水面順水飄下,4分鐘後,與甲船相距1千公尺。
預計乙船出發後幾小時可以與此物相遇?
a. 1小時
b. 2小時
c. 3小時
d. 4小時
【答案】c
【解析】[題鑰]
「每天定時有甲、乙兩艘船速相同的客輪分別從兩碼頭同時出發相向而行」,即甲船船速=乙船船速,且甲乙兩船同時出發,但甲船順水而行,乙船逆水而行;
「此物浮於水面順水飄下」,即物品漂流的速度=水速;
「一天甲船從上游碼頭出發時掉下一物」,即甲船與物品同時出發,可推出甲船、乙船及物品均同時出發;
「4分鐘後,與甲船相距1千公尺」。這是由於速度差異,產生的追及時間4分鐘、追及路程1千公尺。
[解析]
根據題意,設甲、乙兩船的速度為,順水速度為、逆水速度為,水速為;
確定速度差:
由於「4分鐘後,與甲船相距1千公尺」,可知甲和物品的追及時間4分鐘、追及路程1千公尺,代入相關公式:
甲和漂浮物的速度差=追及路程÷追及時間=1÷4=0.25千公尺/分鐘;
由題可知,速度差=-,
再由公式順水速度=船速+水速可知,
速度差=千公尺/分鐘;
確定船速:
故=0.25千公尺/分鐘;
確定物品與乙船的速度和:
此物與乙船的相對速度即為兩者的速度和,
故速度和=+,
由上式及公式逆水速度=船速-水速可知,
速度和=+-==0.25千公尺/分鐘;
確定物品與乙船的相遇時間:
相遇時間=相遇路程÷速度和=45÷0.25千公尺/分鐘=180分鐘=3小時;
因此,選c。
提示:漂流在水上的物體與在水上航行的物體間的相對速度是不變的,無論順流而下還是逆流而上,相對速度的大小均為靜水中航行的速度。
例5:(2009.遼寧)
河道長120公尺,水流速度是2公尺/秒,甲船速度為6公尺/秒,乙船速度為4公尺/秒。比賽進行兩次往返,甲、乙同時從起點出發,先順水航行,問多少秒後甲、乙船第二次迎面相遇?
a. 48
b. 50
c. 52
d. 54
【答案】c
【解析】[題鑰]
由題可知,兩船同向而行,甲船速比乙船速大,兩船第一次相遇時,在甲船返回起點,乙船前往終點的途中;兩船第二次相遇時,在甲船重新從起點出發前往終點,乙船返回起點途中。
第二次相遇時甲乙走過的路程分別為:
甲走過的路程:一次完整順水過河道、一次完整逆水過河道、一次起點到第二次相遇地點的順水過河道;
乙走過的路程:一次完整順水過河道、一次第二次相遇地點到終點的逆水過河道;
故:甲乙兩船一起走過的總路程=甲的路程+乙的路程=4倍的河道長度,
甲走過的路程=2倍的河道長度+起點到第二次相遇地點的距離,
乙走過的路程= 1倍的河道長度+第二次相遇地點到終點的距離。
由以上三式可得:
起點到第二次相遇地點的距離+第二次相遇地點到終點的距離=河道長度
[解析]
設經過x秒後,甲乙兩船第二次相遇
確定甲、乙的順水速度:
由順水速度=船速+水速可知,
甲船順水速度=6+2=8公尺/秒,
乙船順水速度=4+2=6公尺/秒;
確定甲、乙的逆水速度:
由逆水速度=船速-水速可知,
甲船逆水速度=6-2=4公尺/秒,
乙船逆水速度=4-2=2公尺/秒;
甲第一次完整順水過河道的時間:
順水時間=路程÷順水速度=120÷8=15秒;
甲第二次完整逆水過河道的時間:
逆水時間=路程÷逆水速度=120÷4=30秒;
乙第一次完整逆水過河道的時間:
逆水時間=路程÷逆水速度=120÷2=60秒;
確定甲從起點到第二次相遇地點的時間:
甲從起點順水行駛到第二次相遇地點的時間=相遇時間-甲第一次完整順水過河道的時間-甲第二次完整逆水過河道的時間=x-15-30;
確定甲從起點順水行駛到第二次相遇地點的路程:
路程=速度×時間=8×(x-15-30);
確定乙從第二次相遇地點逆水行駛到終點的時間:
乙從第二次相遇地點逆水行駛到終點的時間=相遇時間-乙第一次完整逆水過河道的時間=x-60;
確定乙從第二次相遇地點逆水行駛到終點的路程:
路程=速度×時間=2×(x-60);
確定甲乙兩船第二次相遇時間:
由起點到第二次相遇地點的距離+第二次相遇地點到終點的距離=河道長度可知
8×(x-15-30)+ 2×(x-60)=120,
解得x=52。
因此,選c。
2.變形行船問題——扶梯問題
例6:(2005.國考b類)
商場的自動扶梯以勻速由下往上行駛,兩個孩子在行駛的扶梯上上下走動,女孩由下往上走,男孩由上往下走,結果女孩走了40級到達樓上,男孩走了80級到達樓下。如果男孩單位時間內走的扶梯級數是女孩的2倍。則當該扶梯靜止時,可看到的扶梯梯級有:
a. 40級
b. 50級
c. 60級
d. 70級
【答案】c
【解析】[題鑰]
「自動扶梯以勻速由下往上行駛」,「女孩由下往上走,男孩由上往下走」,可知,女孩沿電梯運動方向走,男孩逆電梯運動方向走。
「結果女孩走了40級到達樓上,男孩走了80級到達樓下」,即女孩實際走過的級數為40級,男孩實際走過的級數為80級。
「則當該扶梯靜止時,可看到的扶梯梯級有」,當扶梯靜止時,女孩子到達樓上,男孩到達樓下,故兩人能看到的梯級數一樣,均為電梯固有的梯級數。
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