6. 小明从家到学校的路程为$3.3$千米,其中有一段上坡路、一段平路和一段下坡路。如果保持上坡路平均每小时行$3$千米,平路平均每小时行$4$千米,下坡路平均每小时行$5$千米,那么小明从家到学校要$1$小时,从学校到家要$44$分钟。求小明家到学校的上坡路、平路、下坡路的路程。
答案
设从家到学校的上坡路为$x$千米,平路为$y$千米,下坡路为$z$千米。
根据题意,得:
$\begin{cases}x + y + z = 3.3 \\frac{x}{3} + \frac{y}{4} + \frac{z}{5} = 1 \\frac{z}{3} + \frac{y}{4} + \frac{x}{5} = \frac{44}{60}\end{cases}$
化简第三个方程:$\frac{z}{3} + \frac{y}{4} + \frac{x}{5} = \frac{11}{15}$
方程② - 方程③:$(\frac{x}{3} - \frac{x}{5}) + (\frac{z}{5} - \frac{z}{3}) = 1 - \frac{11}{15}$
$\frac{2x - 2z}{15} = \frac{4}{15} \implies x - z = 2 \implies x = z + 2$
将$x = z + 2$代入方程①:$z + 2 + y + z = 3.3 \implies y = 1.3 - 2z$
将$x = z + 2$,$y = 1.3 - 2z$代入方程②:
$\frac{z + 2}{3} + \frac{1.3 - 2z}{4} + \frac{z}{5} = 1$
两边同乘60:$20(z + 2) + 15(1.3 - 2z) + 12z = 60$
$20z + 40 + 19.5 - 30z + 12z = 60 \implies 2z = 0.5 \implies z = 0.25$
则$x = 0.25 + 2 = 2.25$,$y = 1.3 - 2×0.25 = 0.8$
答:上坡路$2.25$千米,平路$0.8$千米,下坡路$0.25$千米。
根据题意,得:
$\begin{cases}x + y + z = 3.3 \\frac{x}{3} + \frac{y}{4} + \frac{z}{5} = 1 \\frac{z}{3} + \frac{y}{4} + \frac{x}{5} = \frac{44}{60}\end{cases}$
化简第三个方程:$\frac{z}{3} + \frac{y}{4} + \frac{x}{5} = \frac{11}{15}$
方程② - 方程③:$(\frac{x}{3} - \frac{x}{5}) + (\frac{z}{5} - \frac{z}{3}) = 1 - \frac{11}{15}$
$\frac{2x - 2z}{15} = \frac{4}{15} \implies x - z = 2 \implies x = z + 2$
将$x = z + 2$代入方程①:$z + 2 + y + z = 3.3 \implies y = 1.3 - 2z$
将$x = z + 2$,$y = 1.3 - 2z$代入方程②:
$\frac{z + 2}{3} + \frac{1.3 - 2z}{4} + \frac{z}{5} = 1$
两边同乘60:$20(z + 2) + 15(1.3 - 2z) + 12z = 60$
$20z + 40 + 19.5 - 30z + 12z = 60 \implies 2z = 0.5 \implies z = 0.25$
则$x = 0.25 + 2 = 2.25$,$y = 1.3 - 2×0.25 = 0.8$
答:上坡路$2.25$千米,平路$0.8$千米,下坡路$0.25$千米。
7. 幻方是古老的数学问题,我国古代的《洛书》中记载了最早的幻方——九宫格。将$9$个数填入幻方的空格中,要求每一横行、每一竖列以及两条对角线上的$3$个数之和相等,例如图$1$就是一个完成的幻方。图$2$是一个未完成的幻方,则$x$与$y$的和是多少?

答案
12
解析
设幻方的幻和为$ S $。
1. 第一行和:$ x + 6 + 20 = S $,即$ S = x + 26 $。
2. 第一列和:$ x + 22 + c = S $(设第三行第一列数为$ c $),代入$ S = x + 26 $,得$ x + 22 + c = x + 26 $,解得$ c = 4 $。
3. 对角线(右上到左下)和:$ 20 + b + c = S $(设中心数为$ b $),$ c = 4 $,则$ 20 + b + 4 = S $,即$ b = S - 24 $。
4. 由$ S = x + 26 $,得$ b = (x + 26) - 24 = x + 2 $。
5. 第二行和:$ 22 + b + y = S $,代入$ b = x + 2 $和$ S = x + 26 $,得$ 22 + (x + 2) + y = x + 26 $,化简得$ y = 2 $。
6. 主对角线(左上到右下)和:$ x + b + e = S $(设第三行第三列数为$ e $),得$ e = S - x - b = (x + 26) - x - (x + 2) = 24 - x $。
7. 第三列和:$ 20 + y + e = S $,$ y = 2 $,$ S = x + 26 $,则$ 20 + 2 + e = x + 26 $,即$ e = x + 4 $。
8. 由$ e = 24 - x $和$ e = x + 4 $,得$ 24 - x = x + 4 $,解得$ x = 10 $。
综上,$ x = 10 $,$ y = 2 $,$ x + y = 12 $。
1. 第一行和:$ x + 6 + 20 = S $,即$ S = x + 26 $。
2. 第一列和:$ x + 22 + c = S $(设第三行第一列数为$ c $),代入$ S = x + 26 $,得$ x + 22 + c = x + 26 $,解得$ c = 4 $。
3. 对角线(右上到左下)和:$ 20 + b + c = S $(设中心数为$ b $),$ c = 4 $,则$ 20 + b + 4 = S $,即$ b = S - 24 $。
4. 由$ S = x + 26 $,得$ b = (x + 26) - 24 = x + 2 $。
5. 第二行和:$ 22 + b + y = S $,代入$ b = x + 2 $和$ S = x + 26 $,得$ 22 + (x + 2) + y = x + 26 $,化简得$ y = 2 $。
6. 主对角线(左上到右下)和:$ x + b + e = S $(设第三行第三列数为$ e $),得$ e = S - x - b = (x + 26) - x - (x + 2) = 24 - x $。
7. 第三列和:$ 20 + y + e = S $,$ y = 2 $,$ S = x + 26 $,则$ 20 + 2 + e = x + 26 $,即$ e = x + 4 $。
8. 由$ e = 24 - x $和$ e = x + 4 $,得$ 24 - x = x + 4 $,解得$ x = 10 $。
综上,$ x = 10 $,$ y = 2 $,$ x + y = 12 $。
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