自动扶梯

自动扶梯

在大城市里,自动扶梯已司空见惯,成为一种常见的景观,火车站、地铁、轻轨、城市副中心的下沉式广场,到处都能看到。在报刊或竞赛中也经常见到这类问题。但不无遗憾的是,参赛者的得分率一般都不高,而说理不清、概念模糊等毛病也随处可见,需要花点力气去切实加以纠正才行。

下面来讲两个例子,都曾引起过热烈争议。

例一,自动扶梯以均匀的速度由下往上地行驶,两位性急的孩子要快步上楼,已知男孩每分钟走20级,女孩每分钟走15级,结果男孩用了5分钟到达楼上,女孩用了6分钟到达楼上。

试问:自动扶梯露在外面的部分共有多少级?

上楼的速度可以分为两部分,一部分是男孩、女孩的行走速度,另一部分是自动扶梯的上行速度。男孩5分钟走了100级,女孩6分钟走了90级,由此可知女孩比男孩少走了10级,却多用了1分钟,这就表明,自动扶梯1分钟上升10级。由于男孩用5分钟到达楼上,他上楼的速度是自己的速度与自动扶梯的速度之和,所以扶梯露在外的部分共有

(20+10)×5=150(级)

如果站在女孩的角度,可以求出

(15+10)×6=150(级)

答案是一致的。

例二,自动扶梯以均匀的速度向上行驶,一位男孩与一位女孩同时乘自动扶梯向上走,男孩的速度是女孩的2倍。男孩走了27级到达顶部,而女孩走了18级到达顶部。

试问:自动扶梯露在外面的部分有多少级?

原先的解法糊涂得很,已有许多人纷纷指出其不足之处。

为了把问题说清楚,让我们引入时间概念,不妨假定男孩每秒走1级,自动扶梯每秒走x级,27秒后,男孩到达了楼上,所以自动扶梯外露部分的长度是27(1+x)。

女孩的速度只有男孩的一半,所以他得用2秒钟才走1级,在这段时间内,自动扶梯向上走了2x级。女孩用了走18级的时间(即18×2=36秒),走完了自动扶梯外露部分的全长(1+2x)×18。

由于自动扶梯外露部分的级数是个常量,从而可以列出方程

27(1+x)=18(1+2x)

这是一个一元一次方程,解起来当然简单之至,我们有27x+27=36x+18

9x=9,所以x=1

因而自动扶梯露在外面的级数是

(1+1)×27=54(级),站在男孩的立场来算如果站在女孩的立场,则有

(1+2)×18=54(级)

自然结论一致,没有毛病了。