今有12名旅客要赶往表40千米远的一个火车站去乘火车,离开车时间只有3小时了,他们的步行的速度为每小时4千米,靠走路时来不及了,唯一可以利用的脚用工具只有一辆小汽车,但这辆小汽车连司机在内最多能乘5人,汽车的速度为每小时60千米,这12名旅客能赶上火车吗?
方案1:用汽车来回送这12名旅客要分3趟,总路程为(3×2-1)×40=200千米,所需的时间为200÷60=小时>3小时,因此单靠汽车来回送旅客无法让12名旅客全部赶上火车.
方案2:汽车送前一趟旅客的同时,让其他旅客先步行,这样可以节省一点时间.
第一趟,设汽车来回共用了x小时,这时汽车和其他旅客的总路程为一个来回,所以4x+60x=40×2,解得x==1.25小时,此时,剩下8名旅客与车站的距离为40-×4=35千米;
第二趟,设汽车来回共用了y小时,那么4y+60y=35×2,解得y=≈1.09小时,此时剩下的4名旅客与车站的距离为35-×4=千米;
第三趟,汽车用了÷60≈0.51小时.
所以共需时间1.25+1.09+0.51=2.85(小时),勉强可以赶上.
方案3:先让汽车把4名旅客送到中途某处,再让这4名步行(此时其他8名旅客也在步行),接着汽车回来再送4名旅客(剩下4名旅客继续步行),追上前面4名旅客候也让他们下车一起步行,最后回来接剩下的4名旅客到火车站.适当选取第一批旅客的下车地点使送最后一批旅客的汽车与前面8名旅客同时到达火车站.
设汽车送第一批旅客行驶x千米后让他们下车步行,此时其他旅客步行了4×=千米,他们之间相差了x千米,在以后的时间里,由于步行旅客的速度一样,所以两批步行旅客之间始终相差x千米,而汽车要在这段距离间来回行驶两趟,每来回一趟所用时间为+=x,而汽车来回两趟所用的时间恰好是第一批旅客步行40-x千米所用时间,即2×x=,
解得x=32千米,故所需时间为+≈2.53小时,约空余28分钟.