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Algebra · real student question

摩托车手的速度比骑车人快 40 km/h,因此走完 30 km 比骑车人少用 1 小时。骑车人用了多长时间?在 2 小时、1.5 小时、1 小时、3 小时中选择。

Question

摩托车手的速度比骑车人快 40 km/h40\ \text{km/h},因此在一段 30 km30\ \text{km} 的路上,摩托车手比骑车人少用一小时。

骑车人走完这段路用了多长时间?

  1. 22 小时 2) 1.51.5 小时 3) 11 小时 4) 33 小时

Step-by-step solution

  1. 设速度,而不是设时间。 设骑车人的速度为 vv(单位 km/h),摩托车手就是 v+40v+40。把速度取作未知数,两人的时间都能写成同一段路程的简单商:

    t骑车=30v,t摩托=30v+40.t_{\text{骑车}}=\frac{30}{v},\qquad t_{\text{摩托}}=\frac{30}{v+40}.

  2. 把「少用一小时」翻成方程。 慢的那位多用一小时,所以按这个顺序相减:

    30v−30v+40=1.\frac{30}{v}-\frac{30}{v+40}=1.

  3. 去分母。 两边同乘 v(v+40)v(v+40)(由 v>0v>0 知它不为零):

    30(v+40)−30v=v(v+40) ⟹ 1200=v2+40v.30(v+40)-30v=v(v+40)\ \Longrightarrow\ 1200=v^{2}+40v.

    两个 30v30v 抵消了,这正是后面运算能保持干净的原因。

  4. 解这个二次方程,舍掉负根。

    v2+40v−1200=0 ⟹ v=−40±1600+48002=−40±802,v^{2}+40v-1200=0\ \Longrightarrow\ v=\frac{-40\pm\sqrt{1600+4800}}{2}=\frac{-40\pm 80}{2},

    得到 v=20v=20 或 v=−60v=-60。速度不可能为负,所以 v=20 km/hv=20\ \text{km/h}。

  5. 回答题目真正问的东西。 题目要的是骑车人的时间,不是速度:

    t=3020=1.5 h,t=\frac{30}{20}=1.5\ \text{h},

    也就是选项 2。

  6. 回到题意检验。 摩托车手速度为 60 km/h60\ \text{km/h},用时 30/60=0.530/60=0.5 小时;骑车人用时 1.51.5 小时。两者正好相差一小时,速度也正好相差 40 km/h40\ \text{km/h} ✓。

Answer

v=20 km/h,t=3020=1.5 hv=20\ \text{km/h},\qquad t=\frac{30}{20}=1.5\ \text{h}

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