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5.3 实际问题与一元一次方程

改编自: 人教版《义务教育教科书·数学》七年级上册 第五章 5.3 节——在原教材讲解思路基础上重新编写,并为每一类问题配上会随机出新题目的互动练习,可以反复练习、立刻看到按当前数据算出的答案。

方程是分析和解决实际问题的重要工具。用一元一次方程解决实际问题,通常要经过五个步骤:

设 未知数 → 列 方程(找出题目中的相等关系)→ 解 方程 → 检验解是否符合实际 → 答。

其中最关键的一步是"列"——把题目中一句看似普通的描述,翻译成一个等式。下面通过几类经典问题来练习这个翻译过程。每个练习都会随机换一套数字,你可以先自己列方程、算出答案,再点开"显示解答"核对。


配套问题:找到那个"相等关系"​

有些问题里,两种物品需要按一定比例搭配使用——比如螺栓和螺母。这类问题的关键在于:总人数被分成两部分,而这两部分产出的数量之间有一个已知的比例关系,这个比例就是列方程的依据。

如果安排 x 名工人生产螺栓,那么生产螺母的人数就是"总人数 − x",而"螺母产量 = 配套倍数 × 螺栓产量"就是这道题的相等关系。

配套问题:螺栓与螺母

每人每天的产量和工人总数每次都随机生成——自己先列方程,再点开解答核对

某车间共有 17 名工人,每人每天可以生产 1170 个螺栓,或者 2080 个螺母。1 个螺栓需要配 2 个螺母。为使每天生产的螺栓和 螺母刚好配套,应安排生产螺栓和螺母的工人各多少名?

设应安排 x 名工人生产螺栓,则 (17 − x) 名工人生产螺母。

每天生产的螺母数量应是螺栓数量的 2 倍,列得方程:

2080 × (17 − x) = 2 × 1170 × x

解得 x = 8,进而 17 − x = 9。

答:应安排 8 名工人生产螺栓,9 名工人生产螺母。

验算:1170 × 8 = 9360 个螺栓,需配 2 × 9360 = 18720 个螺母;2080 × 9 = 18720 个螺母,两者相等 ✓

工程问题:把工作量看作 1​

工程问题的技巧是把总工作量设为单位 1,于是"人均效率"就是 1 除以独自完成所需的时间。这样一来,"若干人工作若干小时完成的工作量"就等于 人均效率 × 人数 × 时间,而几段工作量加起来必须等于总工作量 1——这就是方程。

工程问题:整理图书

总时长、追加人数、两段工时都会随机变化

整理一批图书,由 1 人整理需要 86 h 完成。现计划由一部分人先整理 6 h,然后增加 4 人与他们一起再整理 5 h,恰好完成 这项工作。假设每人工作效率相同,应先安排多少人进行整理?

把总工作量看作 1,一人一小时能完成 1/86。设先安排 x 人整理 6 h。

先安排 x 人整理 6 h 完成的工作量是 (6x)/86;增加 4 人后再整理 5 h 完成的工作量是 5(x + 4)/86。两段工作量之和等于总工作量 1:

6x/86 + 5(x + 4)/86 = 1

解得 x = 6。答:应先安排 6 人进行整理。

列方程的通用套路

不管题目讲的是螺栓螺母、修路、灌溉还是装配零件,列方程前都可以先问自己两个问题:题目中有哪两个量本应该相等? 以及 设未知数之后,题目中的每一句话能不能翻译成含这个未知数的代数式? 把这两步做完,方程往往就自然出现了。


销售中的盈亏:直觉容易骗人​

一件商品加价 25% 卖出、另一件降价 25% 卖出,两件商品的售价相同,那总的是赚还是亏?很多人的第一反应是"抵消了,不赚不亏"——但这是错的,原因在于:盈利率和亏损率是相对于两件商品各自不同的进价而言的,而不是相对于同一个进价。要判断盈亏,必须先分别算出两件商品的进价,再比较总进价与总售价。

销售中的盈亏

两件衣服都按同一价格卖出,一件盈利、一件亏损,同样的百分比——总的是赚还是亏?

一商店以每件 120 元的价格卖出两件衣服,其中一件盈利 25%,另一件 亏损 25%,卖这两件衣服总的是盈利还是亏损,或是不盈不亏?

设盈利 25% 的那件衣服进价为 x 元,则 x + 25%x = 120,解得 x = 96 元。

设亏损 25% 的那件衣服进价为 y 元,则 y − 25%y = 120,解得 y = 160 元。

衣服进价 / 元售价 / 元盈亏 / 元
盈利 25%96120+24
亏损 25%160120-40
合计256240-16

总售价 − 总进价 = -16 元,所以卖这两件衣服共亏损 16 元。

可以证明:只要盈利率和亏损率大小相等(都是同一个百分数),总售价 − 总进价 = −2S·p²/(1−p²) 恒小于 0 ——不管 S 和 p 取什么值,"一件加价 p%、一件降价 p%" 卖出,总是亏损。

换几次数字就会发现一个规律:只要两件商品售价相同,一件盈利 p%、另一件亏损同样的 p%,结果永远是亏损,而且 p 越大亏得(相对)越多。这是因为亏损的那件商品,为了在打折后仍卖到同样的售价,它的进价必须比盈利商品的进价更高。


利润率不同、利润额相同:求进价​

两种商品进价相差固定金额,但卖出后利润额相同——利润率却不同。列方程时,设进价较高者的成本为 x,则另一件为 x − 差价;再把"利润率 × 进价"写成两个相等的式子。

利润率相同利润额:求进价

商品种类、差价、利润率都会随机变化;答案始终为整数元

某商店有两种书包.每个小书包比大书包的进价少 10 元,而它们的售后利润额相同,其中,每个小书包的利润率为 30%,每个大书包的利润率为 20%.试求两种书包的进价.

设大书包进价为 x 元,则小书包进价为 x − 10 元。

利润额相同:30% · (x − 10) = 20% · x,即

30(x − 10) = 20x

解得 x = 30,故小书包进价 = 20 元。

商品进价 / 元利润率利润额 / 元
大书包3020%6
小书包2030%6

答:大书包进价 30 元,小书包进价 20 元。


先加价再打折:判断盈亏​

商家常先把成本提高一定百分比作为标价,再打折出售。售价已知时,可以通过方程反推成本,再比较售价与成本判断盈亏。注意:加价后再打折,实际售价往往低于成本。

先加价再打折:判断盈亏

商品、加价百分比、折扣与售价随机生成;成本与售价均为整数

一件商品按成本价提高 20% 后标价,再打八折销售,售价为 144 元。售出这件商品是盈利还是亏损?盈亏多少元?

设成本价为 x 元。标价 = x · (1 + 20%) = 1.2x; 打八折后售价 = 标价 × 0.8 = 0.96x。

0.96x = 144

解得 x = 150 元。

环节金额 / 元
成本150
标价(+20%)180
售价(八折)144
售价 − 成本-6

售价 144 元与成本 150 元相比,亏损 6 元。


球赛积分表问题:用方程做推理判断​

前面几个问题都是"求出一个具体数值",这一类问题不太一样——它需要先从表格里的已知行反推出规则(胜一场、负一场各积多少分),再用这个规则去推理某种情况是否可能发生。

球赛积分表问题

胜一场的分值、总场次、每队的胜负记录都会重新生成

下表是某次篮球联赛的积分情况,每队共赛 14 场。(1) 胜一场和负一场各积多少 分?(2) 用代数式表示一支球队的总积分与胜、负场数之间的关系。(3) 某队的胜场总积分能 等于它的负场总积分吗?

队名比赛场次胜场负场积分
前进1410424
东方1410424
光明149523
蓝天149523
雄鹰147721
远大147721
卫星1441018
钢铁1401414

(1) 钢铁 队 0 胜 14 负, 积 14 分,说明负一场积 1 分。 再看 前进 队:10 胜 4 负,积 24 分,列方程 10x + 4 × 1 = 24,解得胜一场积 2 分。

(2) 若一支球队胜 m 场,则负 (14 − m) 场,总积分 = m × 2 + (14 − m) × 1 = m × 1 + 14。

(3) 胜场总积分等于负场总积分,即 m × 2 = (14 − m) × 1,解得 m = 4.67。

m 必须是整数(场次不能是分数),但方程解出 m = 4.67 不是整数,所以没有哪支球队的胜场总积分能等于它的负场总积分。

这个问题说明:方程不仅能算出答案,还能帮你判断"某种情况能不能发生"。第 (3) 问解出的 m 如果不是整数,并不代表算错了,而恰恰说明——在场次和积分规则确定之后,"胜场总积分等于负场总积分"这件事本身就是不可能发生的。解出的未知数必须符合实际意义(这里是"必须是整数场次"),这一步检验和列方程本身同样重要。


足球不败:胜平积分​

足球联赛常见规则是胜 3 分、平 1 分、负 0 分。若一支球队保持不败,负场就是 0,未知数就只剩胜场(平场 = 总场次 − 胜场)。用"积分方程"可求出胜平场数,再用方程判断"胜场总积分 = 平场总积分"是否可能。

足球不败:胜平积分

场次与积分随机生成;保持不败(负场为 0)

在足球联赛中,胜一场得 3 分,平一场得 1 分,负一场得 0 分.某队 9 场比赛保持不败.(1)如果这支球队 9 场比赛得到的积分是 21 分,你能算出这 9 场比赛中的胜场数和平场数吗?(2)这支球队 9 场比赛的胜场总积分能等于它的平场总积分吗?

不败 ⇒ 负场 = 0,设胜 w 场,则平 9 − w 场。

3w + 1(9 − w) = 21

解得 w = 6,平场 = 3。

结果场数每场得分小计
胜6318
平313
负000
合计921

(2) 设胜场总积分等于平场总积分:

3m = 1(9 − m) ⇒ m = 2.25

m 必须是整数场次,但解出 m = 2.25 不是整数,所以不可能。


兴趣小组活动时间表​

表格里七、八年级的总时间与次数齐全,可以先求出"文艺每次几小时、科技每次几小时";九年级次数被遮成 ★,再用总时间列方程,并检验次数必须是非负整数。

兴趣小组活动时间表

七、八年级数据可求每次时长;九年级次数用 ★ 表示,需列方程求出

下表是某校七年级至九年级某月课外兴趣小组的活动时间统计表,其中各年级同一兴趣小组每次活动时间相同。 求九年级文艺小组与科技小组的活动次数(表中 ★)。

年级课外小组活动总时间 / h文艺小组活动次数科技小组活动次数
七年级12.543
八年级10.533
九年级7★★

设文艺小组每次活动 x 小时,科技小组每次 y 小时。同一兴趣小组各年级每次时长相同。

由七、八年级列方程组:

4x + 3y = 12.5

3x + 3y = 10.5

解得 x = 2.0(文艺),y = 1.5(科技)。

年级文艺(次×时)科技(次×时)合计 / h
七年级4 × 2 = 83 × 1.5 = 4.512.5
八年级3 × 2 = 63 × 1.5 = 4.510.5

九年级总时间 7 h,设文艺 m 次、科技 n 次(非负整数):

2m + 1.5n = 7

检验非负整数解得:m = 2,n = 2。

九年级次数每次 / h小计 / h
文艺224
科技21.53
合计7

小结​

这些类问题用的是同一套方法:设未知数、找相等关系、列方程、解方程、检验结果是否合理。差别只在于"相等关系"藏在哪里——可能是配套比例,可能是工作量之和为 1,可能是总售价与总进价的比较,也可能是表格里透露出的积分规则。多用上面的练习换几组数字,会比死记硬背例题更容易掌握这个"翻译"的直觉。

综合费用这类「买的时候付一笔、用的过程中还要继续付钱」的比较,见下一课:5.3 探究 3:综合费用比较。课后练习见:5.3 复习巩固与综合运用。

自测​

Quiz

实际问题与一元一次方程

1 / 6

在"配套问题"中,如果车间共有 T 名工人,安排 x 名工人生产螺栓,那么生产螺母的人数应该怎样表示?

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