五年级 · 第 14 讲 · 深度理解(面向学生 / 家长)

工程问题

💡 把整件活儿看成 $1$,速度用分数表示,三量靠『总量=效率×时间』串起来。

🎯找核心概念

这是哪类问题:工程问题研究的是『一件活儿,谁干、干多快、干多久、干了多少』这四件事之间的关系。它不一定是真的盖墙、打印稿件,运货、注水、烧蜡烛、清理工地这些『按固定速度持续完成某个总量』的事情都算工程问题。这一讲的关键招数是:把整件活儿(总工作量)看成一个整体『$1$』,不管它具体是多少零件、多少吨、多少块砖,都先当成单位 $1$,再用分数表示每个人每天(每小时)干掉它的几分之几。

关键词(大白话):

🔍理解本质规律

看得见的规律把整件活儿想象成一整块大蛋糕,重量是『$1$』。甲一天能吃掉 $\frac{1}{6}$ 块,乙一天能吃 $\frac{1}{10}$ 块。两人一起吃,一天就吃掉 $\frac{1}{6}+\frac{1}{10}$ 块。要算多久吃完,就看『$1$ 块蛋糕』里能装下几个『一天的份』。蛋糕具体多重根本不用知道,因为大家吃的都是『占整块的几分之几』。注水、运货同理:水池注满是 $1$,每根水管每小时灌进去一个固定的分数。
为什么这样解为什么能把总量设成 $1$ 而不影响答案?因为工程问题问的几乎都是时间、比例或份额,这些都是『相对关系』。比如甲 $6$ 天干完,乙 $10$ 天干完,无论这批活儿是 $30$ 个零件还是 $300$ 个零件,甲乙速度的比、合作所需的时间都不变。设成 $1$ 只是选了一个最方便的『尺子』,让效率自然变成漂亮的分数 $\frac{1}{6}$、$\frac{1}{10}$。一旦速度有了,剩下就是『总量=速度×时间』反复套用,再配合『干了多少段、还剩多少』做加减。

🗂️分类总结题型

题型怎么一眼认出用什么方法
基础合作:求完成的份额或时间g5-c14-p03给出每人单独完成的天数,问合作几天完成多少、或合作多久干完。总量设 $1$,各人效率取倒数相加得合作效率,再用『份额=合作效率×时间』或『时间=$1$÷合作效率』。
部分单独+部分合作的拼段g5-c14-p01题目里有人先单独干一段、再合作一段、最后又单独收尾,时间分好几段。把整个过程拆成若干段,每段算出工作量再相加等于 $1$;常用『合作 $1$ 天=各人单独 $1$ 天之和』来互相替换转化。
三人合作求单人效率g5-c14-p06给出『甲乙合作』『乙丙合作』等成对信息,要倒推某一个人的单独效率。用合作效率相减得到单人效率,如乙速=(甲乙合作速)-甲速;再按需要求效率比或份额。
交替(轮流)工作g5-c14-p10甲乙『一人一天』或『先合作再轮流』地轮着干。先算一轮(或合做一段)的工作量,估算够干几整轮,再把剩下的零头逐段累加补足时间。
注水排水问题g5-c14-p12出现进水管、排水管、水池注满等字眼。把水池注满看作 $1$,每根管的进水速度就是效率,用前后两段时间差建立各管效率关系。
最值优化(同时工作时间最短)g5-c14-p09限定总时间内完工,又要让某种『同时工作』的时间尽量短或长。让效率高的一方尽量多地单独工作(占满允许的时间),剩余的活儿才交给另一方,从而压缩同时工作的时间。
按效率比分配工作量g5-c14-p06问某人比某人多干了多少、各干了几块砖/几吨,且知道效率比。由各人效率求出效率比,工作量按效率比分配;用『多出的量÷份数差×对应份数』求具体数量。
匀速消耗的比例问题(蜡烛/运量变化)g5-c14-p05蜡烛匀速燃烧、车队中途减量等,本质仍是『速度×时间』。对每个对象写出『剩余=原量×(剩余时间÷总时间)』或『运量=速度×天数』,按相等或已知关系列式求比。

✏️举例验证

例 1 g5-c14-p03
题:甲打完稿件要 $6$ 天,乙要 $10$ 天,两人合打 $3$ 天完成这份稿件的几分之几?
按规律解:把整份稿件看作 $1$。甲每天打 $\frac{1}{6}$,乙每天打 $\frac{1}{10}$,合作每天打 $\frac{1}{6}+\frac{1}{10}=\frac{5}{30}+\frac{3}{30}=\frac{8}{30}=\frac{4}{15}$。打 $3$ 天就是 $\frac{4}{15}\times3=\frac{4}{5}$。
为什么对:这是最基础的『效率相加再乘时间』。能用规律解释:合作速度=各自速度之和,干的份额=合作速度×时间,完全符合『总量(份额)=效率×时间』。
例 2 g5-c14-p08
题:甲 $10$ 天、乙 $15$ 天、丙 $20$ 天各自能单独完成。三人先合作 $3$ 天,甲离开,乙丙接着干到完工,共用多少天?
按规律解:三人效率分别为 $\frac{1}{10},\frac{1}{15},\frac{1}{20}$。合作每天 $\frac{1}{10}+\frac{1}{15}+\frac{1}{20}=\frac{6}{60}+\frac{4}{60}+\frac{3}{60}=\frac{13}{60}$,$3$ 天完成 $\frac{13}{60}\times3=\frac{39}{60}$。剩下 $1-\frac{39}{60}=\frac{21}{60}$ 由乙丙做,乙丙每天 $\frac{1}{15}+\frac{1}{20}=\frac{4}{60}+\frac{3}{60}=\frac{7}{60}$,需要 $\frac{21}{60}\div\frac{7}{60}=3$ 天。一共 $3+3=6$ 天。
为什么对:对:典型的『分段拼接』。先算合作段的份额,剩余份额再除以新组合的合作效率得到时间,两段时间相加。每一步都是『份额=效率×时间』的正反运用。
例 3 g5-c14-p09
题:甲车 $15$ 小时运完,乙车 $20$ 小时运完,要求 $12$ 小时内运完,且两车同时运货的时间尽量少,最少同时多少小时?
按规律解:要让『同时运货』最少,就让快的甲尽量多地单独干,干满 $12$ 小时,甲单独运 $\frac{1}{15}\times12=\frac{12}{15}=\frac{4}{5}$。剩下 $1-\frac{4}{5}=\frac{1}{5}$ 必须靠乙补,乙需要 $\frac{1}{5}\div\frac{1}{20}=4$ 小时。这 $4$ 小时乙在干、甲也还在干,正是两车同时运货的时间,所以最少 $4$ 小时。
为什么对:对:核心想法是『总活儿固定,谁快谁尽量单独多干,剩下交给另一人,重叠时间最短』。甲单独干满全程,乙只在最后补缺口,这段缺口时间就是无法避免的同时工作时间。
例 4 g5-c14-p12
题:A、B、C 三管同开 $6$ 小时注满水池;同开 $2$ 小时后关掉 C,A、B 还需 $7$ 小时注满。问只开 C 多久注满?
按规律解:三管同开本来 $6$ 小时满,已经开了 $2$ 小时,还差三管再开 $4$ 小时的量。现在改成只用 A、B 开 $7$ 小时来补这部分。也就是说:A、B 开 $7$ 小时=三管开 $4$ 小时。两边都含 A、B 开 $4$ 小时,约去后得到:A、B 多开的 $7-4=3$ 小时=C 开 $4$ 小时的进水量。三管 $6$ 小时满,每小时三管进 $\frac{1}{6}$,其中 C 每小时进的量等于(A、B 三小时量)折算……更简捷:A、B 三小时的量=C 四小时的量,而 A、B、C 合起来每小时 $\frac{1}{6}$。设 C 每小时 $c$,则 A、B 合每小时 $\frac{1}{6}-c$,由 $3(\frac{1}{6}-c)=4c$ 解得 $\frac{1}{2}-3c=4c$,$c=\frac{1}{14}$,故 C 单独注满需 $14$ 小时。
为什么对:对:注水问题就是工程问题换皮,进水速度即效率。关键是用『前后两段时间差』把未知的 C 效率和已知的 A、B 效率挂起来,再解出 C。

🌱拓展应用

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🔄 变形我还认得吗:

🚀 它是后面什么的前置基础:

⚠️常见易错点

🧠思维导图

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