在數學問題的求解過程中,有時對一些未知量只需設出,而不必求出其值,我們稱這種方法為設而不求法.利用設而不求法解某些應用題,往往具有事半功倍之效,現舉例說明.
一、部分未知量設而不求
例1江堤邊一洼地發生了管涌,江水不斷地涌出,假定每分鐘涌出的水量相等,若用2臺抽水機抽水,40分鐘可抽完;若用4臺抽水機抽水,16分鐘可抽完;若要在10分鐘內抽完水,則至少需要抽水機臺.
解:設開始抽水前已有水量為a,管涌每分鐘的涌水量為b,每臺抽水機每分鐘的抽水量為c,并設x臺抽水機抽完水需t分鐘,則有,
2×40c=a+40b①4×16c=a+16b②xtc=a+tb③t≤10 ④
①÷②,得a=80b⑤
將⑤代入②得c=b ⑥
把⑤、⑥代入③得t=⑦
把⑦代入④得≥10,
解得:x≥6.
所以,若要在10分鐘內抽完水,至少需抽水機6臺.
例2某一次考試共需做20道小題,做對一道得8分,做錯一道扣5分,不做得0分,某學生共得13分,那么這個學生沒做的有道小題.
解:設該生做對x道題,做錯y道題,沒做的題有z道,則x+y+z=208x-5y=13,
所以,8(x+y)=8x+8y=(13+5y)+8y=13(y+1),
即:8(x+y)=13(y+1),
因為13與8互質,所以,13整除(x+y),
又因為0<x+y≤20,
因此,這個學生沒做的題有7道.
二、全部未知量設而不求
例3有大小兩種貨車,2輛大車與3輛小車一次可運貨15.5噸,5輛大車與6輛小車一次可運貨35噸,求3輛大車與5輛小車一次可運貨多少噸?
解:設一輛大車與一輛小車一次可分別運貨x噸、y噸,根據題意得:
2x+3y=15.5 ①5x+6y=35②
①×7-② 得9x+15y=73.5③
③÷3得3x+5y=24.5,
即,3輛大車與5輛小車可運貨24.5噸.
例4某校購買5種教具A1、A2、A3、A4、A5的件數和用錢總數可列成下表:
那么,購買每種教具各一件共需元.
解:設購買教具A1、A2、A3、A4、A5各一件各需x1、x2、x3、x4、x5元,則有,
x1+3x2+4x3+5x4+6x5=1999 ①x1+5x2+7x3+9x4+11x5=2984 ②
①×2-②,得x1+x2+x3+x4+x5=1014,
因此,購買每種教具各一件共需1014元.