师:同学们,今天我们一起学习人教版初中数学七年级上册第三章 3.4 实际问题与一元一次方程中的工程问题。这是本节课的学习目标和重点。学习目标一,能分析工程问题中的数量关系,会设未知数、列方程求解,得出实际问题的答案,体会数学建模思想。二,借助列表法理清数量关系,解决实际问题。学习重点是分析工程问题中的数量关系并列出方程。
我们先来复习小学学过的工程问题公式。最常见的是:工作效率×工作时间 = 工作量。由此还可引申出:工作量÷工作时间 = 工作效率,工作量÷工作效率 = 工作时间。在未知总工作量具体数据时,通常把总工作量看作整体“1”。
来看两个问题:一项工程由甲单独做,需 40 天完成,那么甲的工作量看作整体“1”,工作时间是 40 天,工作效率就是$\frac{1}{40}$;若一项工程甲单独做要用 a 小时完成,则甲每小时完成工程的$\frac{1}{a}$,乙单独做要用 b 小时完成,则乙每小时完成工程的$\frac{1}{b}$。如果甲乙合作两小时,根据效率和×合作时间 = 工作量,完成的工作量就是$2×(\frac{1}{a} + \frac{1}{b})$ 。
由上面两道题可知:若已知单独完成工作的时间,把工作量看作整体“1”,时间的倒数就是工作效率;若工程为多方合作完成,合作完成的工作效率是各方工作效率之和。
下面请同学们思考:一个人单独做要 40 小时才能完成全部任务,那么一个人一小时可以完成的工作量是$\frac{1}{40}$,这简称为人均效率。那三个人做一小时完成的工作量是$\frac{1}{40}×3$,三个人做 4 小时完成的工作量是$\frac{1}{40}×3×4$。同学们真棒。由此我们归纳得出:人均效率×人数×时间 = 工作量。
下面我们一起来学习例题。一条地下管线由甲工程队单独铺设,需要 12 天完成,由乙工程队单独铺设,需要 24 天完成。如果由这两个工程队从两端同时施工,需要多少天才能完成这条管线的铺设任务?读完题目,我们要根据题意设未知数。用方程解应用题的关键是找到等量关系,这道题没直接给出。根据题意,这项工程只有甲乙两个工程队施工,所以本题等量关系为:甲的工作量 + 乙的工作量 = 总工作量“1”。在这个等量关系中,甲、乙的工作量又包含工作效率和工作时间。为理清这些数量关系,我们可以列个表格分析,大家也可以在作业本上画出来。
我们一起来完成表格填写。刚才分析这道题的数量包含甲乙的工作效率、工作时间和工作量。把工作量看作整体“1”,时间的倒数就是工作效率,所以甲乙的工作效率分别为$\frac{1}{12}$和$\frac{1}{24}$,工作时间都设为 x。根据工作效率×工作时间 = 工作量,甲、乙的工作量分别为$\frac{x}{12}$和$\frac{x}{24}$。结合表格内容和等量关系,我们可得方程为:$\frac{x}{12} + \frac{x}{24} = 1$,解得$x = 8$。检验$x$的值没问题后记得作答。
请同学们思考一下本题还有其他解法吗?也就是还有其他等量关系吗?有同学说,这是一道工程合作问题,等量关系还可以是效率和×合作时间 = 工作量,从而得到方程为:$(\frac{1}{12} + \frac{1}{24})×x = 1$。
现在我们小结刚才解题过程的做法:一、用方程解决实际问题的关键是找到等量关系,可通过列表法理清各数量关系。二、用一元一次方程解应用题的一般步骤为审、设、列、检验、答。
现在请同学们思考例题二。整理一批图书,由一个人做要 40 小时完成。现计划由一部分人先做 4 小时,然后增加两人与他们一起做 8 小时完成这项工作。假设这些人的工作效率相同,具体应先安排多少人工作?读完题目,根据题意设未知数。为方便理解,我们把先做的工作量记为前一部分工作量,把增加后的工作量记为后一部分工作量。根据题意和常识,本题等量关系为:前一部分工作量 + 后一部分工作量 = 总工作量“1”。
从题目可知这道题涉及的数量比例题一更多,更需要借助表格来理清数量关系。下面请同学们思考如何列表。思考完了吗?我们一起来完成解答。列表关键是设计好表头内容,我们先画个表格,根据题目找出表头内容。由一个人做要 40 小时完成,可得到人均效率。由一部分人和两人可得到人数,由 4 小时和 8 小时可得到时间,在等量关系中涉及到工作量,根据题意分为前一部分工作和后一部分工作。容易得到,人均效率都是$\frac{1}{40}$,人数分别为 x 和$x + 2$,时间分别为 4 和 8。根据人均效率×人数×时间 = 工作量,工作量分别为$\frac{4x}{40}$和$\frac{8(x + 2)}{40}$。结合表格内容和等量关系,可得方程为:$\frac{4x}{40} + \frac{8(x + 2)}{40} = 1$,解得$x = 2$。检验$x$的值没问题后记得作答。
请同学们思考,本题还有其他解法吗?非常棒。本题等量关系还可以理解为 x 人的工作量 + y 人的工作量 = 总工作量“1”,从而得到方程为:$(\frac{4}{40} + \frac{8}{40})×x + \frac{2×8}{40} = 1$。
