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七年级上册 · 第五章 一元一次方程

5.3 实际问题与一元一次方程

直觉常常会骗人。把实际问题翻译成方程,解出来,再回到问题里检查一遍——这就是“设、列、解、检、答”。

本节导读 先修:5.1 方程、5.2 解一元一次方程 · 本节路线

要用到:列方程、等式的性质(回看 5.1);解一元一次方程(回看 5.2);用含字母的式子表示数量(回看 3.1)。

  1. 从先涨价、再降价的外套进入:直觉可靠吗?
  2. 设、列、解、检、答五步,检验有两层。
  3. 先列表再找相等关系:工程、配套问题。
  4. 检验的第二层:解要合乎实际。
  5. 方案比较:先找“一样多”,再看两边。
  6. 练习与中考真题,回看三大翻车现场。

一件外套先涨价 \(20\%\),过了一个月又降价 \(20\%\),现在卖 \(96\) 元。点下面两个按钮,看价钱的长条怎样变化:

这件外套原来卖多少元?

B。设原价 \(x\) 元。涨价后是 \(1.2x\) 元,再降价 \(20\%\) 是 \(1.2x\times0.8=0.96x\) 元,所以 \(0.96x=96\),\(x=100\)。检:涨到 \(120\) 元,再降 \(24\) 元,得 \(96\) 元 ✓。选 A 是以为“涨 \(20\%\)、降 \(20\%\)”正好抵消;选 C 是拿现价又乘了 \(0.96\)。

两个 \(20\%\) 的“基数”不一样:涨价按原价算,降价按涨价后的价钱算,所以抵消不了。直觉说不清的事,列个方程就清楚了。这一节学:怎样把实际问题变成方程,解完又怎样回到问题里检查。

1. 先认识几个词:设、列、解、检、答

前置知识:列方程(回看 5.1)、解方程(回看 5.2)、用含字母的式子表示数量(回看 3.1)。

用方程解决实际问题,一般分五步:设未知数(带单位)→ 列方程(先用一句话说出相等关系)→ 解方程 → 检验 → 写出答案。

检验有两层:一是方程的解有没有算错(代入原方程);二是这个解合不合实际——人数、场数、题数要是整数且不为负,长度、时间要是正数,阶梯计价中的用量要落在所设的那一档。

直觉微图解 ①从实际问题出发,最后还要回到实际问题

核心概念 ②相等关系从哪来

最常用两种:同一个量算两遍(两种方案的费用、两人走过的路程);部分之和 \(=\) 总量(甲做的 \(+\) 乙做的 \(=\) 全部工作)。读完题先列一张小表,把已知量和含 \(x\) 的式子填进去。

核心概念 ③方程的解 ≠ 问题的答案

方程 \(2x=9\) 的解是 \(x=4.5\),没问题;但如果 \(x\) 表示人数,\(4.5\) 个人不合实际,要说“不合题意”。题目问的也可能是 \(5x\)、\(20-x\),不一定是 \(x\) 本身。

把实际问题翻译成方程,解完再回到实际情境检验、作答,这样的方程就是描述问题的数学模型。

2. 核心点:先列表,再找相等关系

\(\color{#2F7A56}{\underbrace{\text{列一张表}}_{\text{已知量和含 }x\text{ 的式子}}}\;\to\;\color{#966524}{\underbrace{\text{一句话}}_{\text{相等关系}}}\;\to\;\color{#B5452F}{\underbrace{\text{方程}}_{\text{左边 = 右边}}}\)

直觉微图解 ②工程问题:把全部工作看作 \(1\),看合做几天正好填满

甲队单独修一条绿道要 \(12\) 天,乙队要 \(18\) 天。甲先修 \(2\) 天,再两队合修 \(x\) 天。

试着用四步想问题:读懂题意 → 想办法 → 执行并检查 → 回头看。卡住时按需展开提示。

例 1(示范:跟老师走一遍思考过程)

一条绿道,甲队单独修要 \(12\) 天完成,乙队单独修要 \(18\) 天完成。甲队先单独修 \(2\) 天,然后两队合修。还要合修几天才能完成?

① 读懂题意:工作总量没给具体数。甲一天能修全部的几分之几?

提示 1:效率怎么表示

把全部工作看作 \(1\)。甲 \(12\) 天修完,每天修 \(\tfrac{1}{12}\);乙每天修多少?注意不是 \(12\)、\(18\)。

提示 2:列表

表头写“每天修 | 修几天 | 修了多少”,甲一行、乙一行。相等关系:甲修的 \(+\) 乙修的 \(=1\)。

看完整示范
每天修修几天修了多少
甲\(\tfrac{1}{12}\)\(2+x\)\(\tfrac{2+x}{12}\)
乙\(\tfrac{1}{18}\)\(x\)\(\tfrac{x}{18}\)
② 想办法:设还要合修 \(x\) 天。相等关系:甲修的 \(+\) 乙修的 \(=\) 全部工作。
③ 执行:\(\tfrac{2+x}{12}+\tfrac{x}{18}=1\)。两边乘 \(36\),得 \(3(2+x)+2x=36\),\(6+5x=36\),\(x=6\)。
执行中检查:甲一共修 \(8\) 天,完成 \(\tfrac{8}{12}=\tfrac23\);乙修 \(6\) 天,完成 \(\tfrac{6}{18}=\tfrac13\);合起来正好 \(1\) ✓。\(6\) 天是正数,合理。

④ 回头看:答:还要合修 \(6\) 天。甲修的天数是 \(2+x\),不是 \(x\):先做的 \(2\) 天别漏掉。

自己试试:车间有 \(27\) 名工人,每人每天能做 \(40\) 个瓶身或 \(100\) 个瓶盖,\(1\) 个瓶身配 \(2\) 个瓶盖。设 \(x\) 人做瓶身,要使每天做的正好配套,方程是?

A。瓶身有 \(40x\) 个,需要瓶盖 \(2\times40x\) 个;做出的瓶盖有 \(100(27-x)\) 个。相等关系:做出的瓶盖 \(=\) 需要的瓶盖。B 把比例写反了——先用小数字试:\(10\) 个瓶身要 \(20\) 个瓶盖,是“盖数 \(=2\times\) 身数”。解 A 得 \(x=15\):\(15\) 人做瓶身,\(12\) 人做瓶盖。

3. 核心点:检验的第二层——解要合乎实际

方程算对了,不等于问题有答案。看一个例子:知识竞赛共 \(20\) 题,答对一题得 \(5\) 分,答错或不答扣 \(2\) 分。设答对 \(x\) 题,得分是 \(5x-2(20-x)\),即 \(7x-40\)。

直觉微图解 ③答对的题数只能落在整数点上

自己试试:同一场竞赛,小明说“我得了 \(65\) 分”。可能吗?

A。\(7x-40=65\),\(7x=105\),\(x=15\),是 \(0\) 到 \(20\) 之间的整数,合乎实际。检验:答对 \(15\) 题得 \(75\) 分,错 \(5\) 题扣 \(10\) 分,\(75-10=65\) ✓。C 是忘了扣分:\(5x=65\)。

4. 核心点:方案比较——先找“一样多”,再看两边

\(\color{#2F7A56}{\underbrace{\text{方案甲的费用}}_{\text{含 }x}}=\color{#966524}{\underbrace{\text{方案乙的费用}}_{\text{含 }x}}\)

解出的 \(x\) 只是分界。题目问“选哪种”,还要在分界两边各代一个数看一看。

例 2(示范)

班级要打印复习讲义。甲店每页 \(0.4\) 元;乙店前 \(50\) 页每页 \(0.6\) 元,超过 \(50\) 页的部分每页 \(0.2\) 元。印多少页时选哪家更省钱?

① 读懂题意:乙店的价钱分两档。前 \(50\) 页乙店贵;印得多时乙店后面的页便宜。会不会在某个页数两家一样多?

提示 1:先看第一档

不超过 \(50\) 页时,甲店每页 \(0.4\) 元,乙店每页 \(0.6\) 元,谁省?

提示 2:超过 50 页时找分界

设印 \(x\) 页(\(x\) 超过 \(50\))时两家一样多:甲 \(0.4x\) 元,乙 \(30+0.2(x-50)\) 元。

看完整示范
② 想办法:先定档,再在第二档里列“一样多”的方程,最后在分界两边各代一个页数。
③ 执行:\(0.4x=30+0.2(x-50)\),去括号 \(0.4x=20+0.2x\),\(0.2x=20\),\(x=100\)。印 \(80\) 页:甲 \(32\) 元,乙 \(30+6=36\) 元;印 \(150\) 页:甲 \(60\) 元,乙 \(30+20=50\) 元。
执行中检查:\(100\) 页确实超过 \(50\) 页,落在所设的那一档 ✓。超过 \(50\) 页时,两家之差:乙 \(-\) 甲 \(=20-0.2x=0.2(100-x)\),\(x\) 比 \(100\) 小,差为正,甲省;比 \(100\) 大,差为负,乙省。

④ 回头看:答要分三段说:少于 \(100\) 页选甲店;正好 \(100\) 页两家一样(都是 \(40\) 元);多于 \(100\) 页选乙店。只答“\(100\) 页”是没答完。

再试一个:照例 2 的价钱,印 \(60\) 页,选哪家?

A。\(60\) 比分界 \(100\) 小:甲 \(24\) 元,乙 \(30+0.2\times10=32\) 元,甲省 \(8\) 元,正好是 \(0.2\times(100-60)\)。“超过 \(50\) 页乙店就便宜”的直觉不对:前 \(50\) 页多花的钱,要到 \(100\) 页才赚回来。

5. 用之前必查:三大翻车现场

翻车现场 ①(最高频!)解出来就写答案,不检验
❌ 典型错解:“设需要 \(x\) 辆车……解得 \(x=6.5\)。答:需要 \(6.5\) 辆车。”
✅ 看图秒懂:车只能取整数点,\(6.5\) 落在两个点之间。要回到题目想:是说“不合题意”,还是题目要的是“至少几辆”(那就是 \(7\) 辆)。
翻车现场 ②百分比的“基数”弄错
❌ 典型错解:“先涨 \(20\%\) 再降 \(20\%\),回到原价。”或者把利润除以售价算利润率。
✅ 一眼看清:每个百分比都要问“是谁的百分之几”。降价的基数是涨价后的价钱:\(1.2x\times0.8=0.96x\)。利润率 \(=(\)售价 \(-\) 进价\()\div\) 进价,基数是进价。
翻车现场 ③阶梯计价只用一个单价
❌ 典型错解:每月用水 \(12\) 吨以内每吨 \(3\) 元,超出部分每吨 \(5\) 元,交了 \(66\) 元。“\(3x=66\),\(x=22\)。”
✅ 一眼看清:先判断在哪一档:用满 \(12\) 吨才 \(36\) 元,\(66\) 元一定超过了 \(12\) 吨。列 \(36+5(x-12)=66\),\(x=18\),\(18\) 吨确实在第二档 ✓。
再深一点(可以先跳过):同一问题,能换个设法吗?

回到例 1,改设“甲一共修了多少天”为未知数。请重新列方程,再换算合修天数,和原来的结果比较。

想好后看解释

同一个问题可以设不同的未知数、列不同的方程。例 1 也可以设“甲一共修了 \(x\) 天”,方程变成 \(\tfrac{x}{12}+\tfrac{x-2}{18}=1\),解得 \(x=8\),合修 \(8-2=6\) 天,结果一样。挑一个让式子最简单的设法。

① 相向而行:两车什么时候相遇

甲、乙两地相距 \(360\) 千米。甲车从甲地出发,每小时 \(70\) 千米;乙车同时从乙地出发,每小时 \(50\) 千米,相向而行。拖动下方时间轴上的圆点(或用方向键)。

② 方案比较:甲店还是乙店

例 2 的两家打印店。拖动页数 \(n\),比较两家收费的长条;竖线是乙店换档的 \(50\) 页。

③ 进阶:阶梯水价,先定档再列方程

每月用水 \(12\) 吨以内每吨 \(3\) 元,超出部分每吨 \(5\) 元。拖动用水量,看水费由哪两段组成;虚线是交了 \(66\) 元的那户。

自己完成:设、找关系、列、解、双检、答

沿用本页的水价、计分和印刷情境,换一组数据独立做。每步先写再核对;换设法或数据会清空这次过程。草稿只留在当前页面,刷新后可重做。

算式可用小数、分数、括号、加减乘除,乘号可写 *、× 或省略。未知量统一写 x。暂时无法识别的写法会提示“暂未核对”,请保留纸笔推导,不把它当成数学错误。

回看我已完成的过程

    方案比较:理由也由你写

    另一批印刷报价:甲店每页 0.5 元;乙店前 40 页每页 0.7 元,超过 40 页的部分每页 0.3 元。页数 n 是非负整数,不印不收费。先建费用式和分界方程,再比较三段。只求出“一样贵”还没有回答选哪家。

    从易到难排好了。卡住时先展开提示。

    直接用

    1. 两地相距 \(270\) 千米。一辆客车每小时行 \(50\) 千米,一辆货车每小时行 \(40\) 千米,两车同时从两地出发相向而行,几小时后相遇?

    A。设 \(x\) 小时后相遇。相等关系:客车走的 \(+\) 货车走的 \(=\) 两地距离,\(50x+40x=270\),\(x=3\)。B 用了速度差,那是同向追及;C、D 只算了一辆车。

    2. 一件商品售价 \(99\) 元,利润率是 \(10\%\)。它的进价是多少元?

    A。设进价 \(x\) 元,利润是 \(0.1x\)。相等关系:进价 \(+\) 利润 \(=\) 售价,\(1.1x=99\),\(x=90\)。B 是 \(99\times0.9\),把 \(10\%\) 当成了售价的 \(10\%\);C 是 \(99\times1.1\),方向反了。

    易错

    3. 一个水池,单开甲管 \(4\) 小时注满,单开乙管 \(6\) 小时注满。两管同时开,几小时注满?

    提示

    把一池水看作 \(1\),甲每小时注 \(\tfrac14\)。两管一起开,一定比单开甲管快。

    A。设 \(x\) 小时注满:\(\tfrac{x}{4}+\tfrac{x}{6}=1\),两边乘 \(12\),\(3x+2x=12\),\(x=2.4\)。D 是把“\(4\) 小时”“\(6\) 小时”当成每小时注的量(\(4x+6x=1\)):效率是 \(\tfrac14\),不是 \(4\)。B、C 比单开还慢,一看就不对。

    4. 某户用电每月 \(180\) 度以内每度 \(0.6\) 元,超过 \(180\) 度的部分每度 \(0.9\) 元。这户某月交电费 \(135\) 元,用电多少度?

    提示

    先定档:用满 \(180\) 度要交多少钱?\(135\) 元比它多还是少?

    A。用满 \(180\) 度是 \(108\) 元,\(135\) 元超过了,在第二档。设用电 \(x\) 度,\(108+0.9(x-180)=135\),\(x-180=30\),\(x=210\)。B 是全按 \(0.6\) 元算;C 是全按 \(0.9\) 元算,而 \(150\) 度根本到不了第二档,自相矛盾。

    5. 一件商品进价 \(80\) 元,售价 \(100\) 元。它的利润率是多少?

    提示

    先写定义式:利润率 \(=(\)售价 \(-\) 进价\()\div\) 进价,再代数。

    B。利润 \(100-80=20\) 元,利润率 \(=20\div80=25\%\)。A 是除以了售价;C 是售价 \(\div\) 进价,那不是利润率。

    挑战

    6. 租车:甲公司收 \(50\) 元起步费,另外每千米 \(2\) 元;乙公司不收起步费,每千米 \(3\) 元。要行驶 \(40\) 千米,选哪家更省钱?

    提示 1:先找分界

    设行驶 \(x\) 千米时两家一样:\(50+2x=3x\)。

    提示 2:再看 40 在哪一侧

    分界是多少千米?\(40\) 比它多还是少?代进去各算一遍。

    B。分界:\(50+2x=3x\),\(x=50\)。\(40\) 千米比分界少:甲 \(50+80=130\) 元,乙 \(120\) 元,乙更省。D 只答出了分界,没回答“选哪家”;选 A 是以为有起步价的单价低就一定省。

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