9. (★★)【问题背景】2 台大收割机和 5 台小收割机同时工作 2 h 共收割小麦 3.6 hm²,3 台大收割机和 2 台小收割机同时工作 5 h 共收割小麦 8 hm²。
【建立模型】设 1 台大收割机和 1 台小收割机平均每小时各收割小麦 x hm²和 y hm²。
(1) 用含 x,y 的式子表示:2 台大收割机和 5 台小收割机同时工作 1 h 共收割小麦hm²,3 台大收割机和 2 台小收割机同时工作 1 h 共收割小麦hm²。
(2) 求 1 台大收割机和 1 台小收割机平均每小时各收割小麦多少公顷。
【方案决策】
(3) 随着天气的变化,为了“颗粒归仓”“抢收抢种”,某乡镇准备租用上述型号的收割机若干台,每台收割机每天工作 15 h,连续工作 20 天,共收割小麦 420 hm²。为了完成任务,问:有多少种租用收割机的方案?
【优化方案】
(4) 如果大收割机每天租金 500 元,小收割机每天租金 300 元,在确保完成收割任务的前提下,请直接写出最省钱的租用方案。
【建立模型】设 1 台大收割机和 1 台小收割机平均每小时各收割小麦 x hm²和 y hm²。
(1) 用含 x,y 的式子表示:2 台大收割机和 5 台小收割机同时工作 1 h 共收割小麦hm²,3 台大收割机和 2 台小收割机同时工作 1 h 共收割小麦hm²。
(2) 求 1 台大收割机和 1 台小收割机平均每小时各收割小麦多少公顷。
【方案决策】
(3) 随着天气的变化,为了“颗粒归仓”“抢收抢种”,某乡镇准备租用上述型号的收割机若干台,每台收割机每天工作 15 h,连续工作 20 天,共收割小麦 420 hm²。为了完成任务,问:有多少种租用收割机的方案?
【优化方案】
(4) 如果大收割机每天租金 500 元,小收割机每天租金 300 元,在确保完成收割任务的前提下,请直接写出最省钱的租用方案。
答案
(1)
$2x + 5y$;
$3x + 2y$
(2)
依题意,得:
$\begin{cases}2(2x + 5y) = 3.6,\\5(3x + 2y) = 8,\end{cases}$
化简得:
$\begin{cases}2x + 5y = 1.8, \quad (1) \\3x + 2y = 1.6. \quad (2)\end{cases}$
$(1)×3-(2)×2$得:$11y=2.2$,
解得:$y = 0.2$,
将$y=0.2$代入(1)得:
$2x+5×0.2=1.8$,
$2x=0.8$,
$x = 0.4$,
所以方程组的解为:
$\begin{cases} x = 0.4,\\y= 0.2.\end{cases}$
所以1台大收割机每小时收割$0.4hm²$,1台小收割机每小时收割$0.2hm²$。
(3)
设租用大收割机$a$台,小收割机$b$台。
依题意,得:
$20 × 15 × (0.4a + 0.2b) = 420$,
化简得:
$2a + b = 7$,
$b = 7 - 2a$,
因为$a$,$b$均为自然数,
所以$\begin{cases} a = 0, \\b = 7 \end{cases}$或$\begin{cases} a = 1, \\ b= 5 \end{cases}$或$\begin{cases} a = 2, \\b = 3 \end{cases}$或$\begin{cases} a = 3, \\b = 1 \end{cases}$,
所以共有 4 种租用收割机的方案。
(4)
方案1(0台大,7台小):
$0 × 500 + 7 × 300 = 2100$(元);
方案2(1台大,5台小):
$1 × 500 + 5 × 300 = 2000$(元);
方案3(2台大,3台小):
$2 × 500 + 3 × 300 = 1900$(元);
方案4(3台大,1台小):
$3 × 500 + 1 × 300 = 1800$(元);
因为$1800<1900<2000<2100$,
所以最省钱的租用方案为:租用3台大收割机,1台小收割机。
$2x + 5y$;
$3x + 2y$
(2)
依题意,得:
$\begin{cases}2(2x + 5y) = 3.6,\\5(3x + 2y) = 8,\end{cases}$
化简得:
$\begin{cases}2x + 5y = 1.8, \quad (1) \\3x + 2y = 1.6. \quad (2)\end{cases}$
$(1)×3-(2)×2$得:$11y=2.2$,
解得:$y = 0.2$,
将$y=0.2$代入(1)得:
$2x+5×0.2=1.8$,
$2x=0.8$,
$x = 0.4$,
所以方程组的解为:
$\begin{cases} x = 0.4,\\y= 0.2.\end{cases}$
所以1台大收割机每小时收割$0.4hm²$,1台小收割机每小时收割$0.2hm²$。
(3)
设租用大收割机$a$台,小收割机$b$台。
依题意,得:
$20 × 15 × (0.4a + 0.2b) = 420$,
化简得:
$2a + b = 7$,
$b = 7 - 2a$,
因为$a$,$b$均为自然数,
所以$\begin{cases} a = 0, \\b = 7 \end{cases}$或$\begin{cases} a = 1, \\ b= 5 \end{cases}$或$\begin{cases} a = 2, \\b = 3 \end{cases}$或$\begin{cases} a = 3, \\b = 1 \end{cases}$,
所以共有 4 种租用收割机的方案。
(4)
方案1(0台大,7台小):
$0 × 500 + 7 × 300 = 2100$(元);
方案2(1台大,5台小):
$1 × 500 + 5 × 300 = 2000$(元);
方案3(2台大,3台小):
$2 × 500 + 3 × 300 = 1900$(元);
方案4(3台大,1台小):
$3 × 500 + 1 × 300 = 1800$(元);
因为$1800<1900<2000<2100$,
所以最省钱的租用方案为:租用3台大收割机,1台小收割机。
10. (★★★) 北京和上海能同时制造同型号电子计算机。除本地使用外,北京可支援外地 10 台,上海可支援外地 4 台。现重庆需 8 台,武汉需 6 台,每台运费(单位:百元)如下表所示。现有一种调运方案的总运费为 7600 元,问:这种调运方案是什么?

答案
设北京运往武汉$x$台,上海运往武汉$y$台。
根据题意:
1. 武汉需求:$x + y = 6$
2. 总运费:$4x + 8(10 - x) + 3y + 5(4 - y) = 76$
化简第二个方程:
$4x + 80 - 8x + 3y + 20 - 5y = 76$
$-4x - 2y + 100 = 76$
$2x + y = 12$
联立方程组:
$\begin{cases}x + y = 6 \\ 2x + y = 12\end{cases}$
解得:$x = 6$,$y = 0$
则北京运往重庆:$10 - x = 4$台,上海运往重庆:$4 - y = 4$台
答:北京运往武汉6台,运往重庆4台;上海运往武汉0台,运往重庆4台。
根据题意:
1. 武汉需求:$x + y = 6$
2. 总运费:$4x + 8(10 - x) + 3y + 5(4 - y) = 76$
化简第二个方程:
$4x + 80 - 8x + 3y + 20 - 5y = 76$
$-4x - 2y + 100 = 76$
$2x + y = 12$
联立方程组:
$\begin{cases}x + y = 6 \\ 2x + y = 12\end{cases}$
解得:$x = 6$,$y = 0$
则北京运往重庆:$10 - x = 4$台,上海运往重庆:$4 - y = 4$台
答:北京运往武汉6台,运往重庆4台;上海运往武汉0台,运往重庆4台。
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