梅林中学租用两辆小汽车(设速度相同)同时送1名带队老师及7名九年级的学生到县城参加数学竞赛,每辆限坐4人(不包括司机).其中一辆小汽车在距离考场15km的地方出现故障,此时离截止进考场的时刻还有42分钟,这时唯一可利用的交通工具是另一辆小汽车,且这辆车的平均速度是60km/h,人步行的速度是5km/h(上、下车时间忽略不计).
(1)若小汽车送4人到达考场,然后再回到出故障处接其他人,请你通过计算说明他们能否在截止进考场的时刻前到达考场;
(2)假如你是带队的老师,请你设计一种运送方案,使他们能在截止进考场的时刻前到达考场,并通过计算说明方案的可行性.
(1)
×3=15 60
(h)=45(分钟),3 4
∵45>42,
∴不能在限定时间内到达考场.
(2)方案1:先将4人用车送到考场,另外4人同时步行前往考场,汽车到考场后返回到与另外4人的相遇处再载他们到考场.
先将4人用车送到考场所需时间为
=0.25(h)=15(分钟).15 60
0.25小时另外4人步行了1.25km,此时他们与考场的距离为15-1.25=13.75(km),
设汽车返回t(h)后先步行的4人相遇,
5t+60t=13.75,
解得t=
.2.75 13
汽车由相遇点再去考场所需时间也是
h.2.75 13
所以用这一方案送这8人到考场共需15+2×
×60≈40.4<42.2.75 13
所以这8个人能在截止进考场的时刻前赶到.
方案2,8人同时出发,4人步行,先将4人用车送到离出发点xkm的A处,然后这4个人步行前往考场,车回去接应后面的4人,使他们跟前面4人同时到达考场,
由A处步行前考场需
(h),15-x 5
汽车从出发点到A处需
(h)先步行的4人走了5×x 60
(km),x 60
设汽车返回t(h)后与先步行的4人相遇,则有60t+5t=x-5×
,x 60
解得t=
,11x 780
所以相遇点与考场的距离为:15-x+60×
=15-11x 780
(km).2x 13
由相遇点坐车到考场需:(
-1 4
)(h).x 390
所以先步行的4人到考场的总时间为:(
+x 60
+11x 780
-1 4
)(h),x 390
先坐车的4人到考场的总时间为:(
+x 60
)(h),15-x 5
他们同时到达则有:
+x 60
+11x 780
-1 4
=x 390
+x 60
,15-x 5
解得x=13.
将x=13代入上式,可得他们赶到考场所需时间为:(
+13 60
)×60=37(分钟).2 5
∵37<42,
∴他们能在截止进考场的时刻前到达考场.