统筹规划
教学目标
1. 掌握合理安排时间、地点问题.
2. 掌握合理布线和调运问题.
知识点拨
知识点说明:
统筹学是一门数学学科,但它在许多的领域都在使用,在生活中有很多事情要去做时,科学的安排好
先后顺序,能够提高我们的工作效率.我国著名数学家华罗庚教授生前十分重视数学的应用,并亲自带领
小分队推广优选法、统筹法,使数学直接为国民经济发展服务,他在中学语文课本中,曾有一篇名为《统
筹原理》的文章详,细介绍了统筹方法和指导意义.运筹学是利用数学来研究人力、物力的运用和筹划,
使它们能发挥最大效率的科学。它包含的内容非常广泛,例如物资调运、场地设置、工作分配、排队、对
策、实验最优等等,每类问题都有特定的解法。运筹学作为一门科学,要运用各种初等的和高等的数学知
识及方法,但是其中分析问题的某些朴素的思想方法,如高效率优先的原则、调整比较的思想、尝试探索
的方法等,都是我们小学生能够掌握的。这些来源于生活实际的问题,正是启发同学们学数学、用数学最
好的思维锻炼题目。
本讲主要讲统筹安排问题、排队问题、最短路线问题、场地设置问题等。这些都是人们日常生活、工
作中经常碰到的问题,怎样才能把它们安排得更合理,多快好省地办事,就是这讲涉及的问题。
“节省跑空车的距离”是物资调运问题的一个原则。
“发生对流的调运方案”不可能是最优方案。
“小往大靠,支往干靠”。
例题精讲
板块一、合理安排时间
【例 1】 一只平底锅上最多只能煎两张饼,用它煎 1 张饼需要 2 分钟(正面、反面各 1 分钟).问:煎 3
张饼需几分钟?怎样煎?
【难度】2 星
【考点】统筹规划
【解析】因为这只平底锅上可煎两只饼,如果只煎 1 个饼,显然需要 2 分钟;如果煎 2 个饼,仍然需要 2
分钟;如果煎 3 个饼,所以容易想到:先把两饼一起煎,需 2 分钟;再煎第 3 只,仍需 2 分钟,
共需 4 分钟,但这不是最省时间的办法.最优方法应该是:首先煎第 1 号、第 2 号饼的正面用 1
分钟;其次煎第 1 号饼的反面及第 3 号饼的正面又用 1 分钟;最后煎第 2 号、第 3 号饼的反面再
用 1 分钟;这样总共只用 3 分钟就煎好了 3 个饼.(因为每只饼都有正反两面,3 只饼共 6 面,1
分钟可煎 2 面,煎 6 面只需 3 钟.)
【题型】解答
【答案】3 分钟
【巩固】 烙饼需要烙它的正、反面,如果烙熟一块饼的正、反面,各用去 3 分钟,那么用一次可容下 2
块饼的锅来烙 21 块饼,至少需要多少分钟?
【考点】统筹规划
【关键词】2000 年,小学生数学报,数学邀请赛
【解析】先将两块饼同时放人锅内一起烙,3 分钟后两块饼都熟了一面,这时取出一块,第二块翻个身,
【题型】解答
【难度】2 星
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再放人第三块,又烙了 3 分钟,第二块已烙熟取出,第三块翻个身,再将第一块放入烙另一面,
再烙 3 分钟,锅内的两块饼均已烙熟.这样烙 3 块饼,用去 9 分钟,所以烙 21 块饼,至少用
21 3 9 63
(分钟).
【巩固】 一只平底锅上最多只能煎两张饼,用它煎 1 张饼需要 2 分钟(正面、反面各 1 分钟).问:煎 2009
张饼需几分钟?
【考点】统筹规划
【解析】我们归纳出煎 1、2、3 个饼分别需要 2、2、3 分钟,我们可以继续往下分析,煎 4 个饼最少需要
分钟,煎 7 个饼需要 3 4 2 2 7
分钟,煎 6 个饼需要 6 2 2 6
【题型】解答
【难度】2 星
4 分钟,煎 5 个饼需要 3 2 5
分钟,那么煎 2009 个饼至少需要 2009 分钟.
【答案】2009 分钟
【例 2】 星期天妈妈要做好多事情。擦玻璃要 20 分钟,收拾厨房要 15 分钟,洗脏衣服的领子、袖口要
10 分钟,打开全自动洗衣机洗衣服要 40 分钟,晾衣服要 10 分钟。妈妈干完所有这些事情最少
用多长时间?
【难度】2 星
【考点】统筹规划
【解析】如果按照题目告诉的几件事,一件一件去做,要 95 分钟。要想节约时间,就要想想在哪段时间
里闲着,能否利用闲着的时间做其它事。最合理的安排是:先洗脏衣服的领子和袖口,接着打开
全自动洗衣机洗衣服,在洗衣服的 40 分钟内擦玻璃和收拾厨房,最后晾衣服,共需 60 分钟(见
下图)。
【题型】解答
【巩固】 妈妈让小明给客人烧水沏茶。洗开水壶要用 1 分钟,烧开水要用 15 分钟,洗茶壶要用 1 分钟,
洗茶杯要用 1 分钟,拿茶叶要用 2 分钟。小明估算了一下,完成这些工作要花 20 分钟。为了使
客人早点喝上茶,按你认为最合理的安排,多少分钟就能沏茶了?
【考点】统筹规划
【关键词】华杯赛,初赛
【解析】在这道题里,最合理的安排应该最省时间。先洗开水壶,接着烧开水,烧上水以后,小明需要等
15 分钟,在这段时间里,他可以洗茶壶,洗茶杯,拿茶叶,水开了就沏茶,这样只用 16 分钟。
【题型】解答
【难度】2 星
【答案】16 分钟
【巩固】 小明在家的一面墙上贴奖状,一共有 32 张,给一张奖状涂满胶水需要 2 分钟,涂完胶水后要过
2 分钟才能往墙上贴,贴的过程需要 1 分钟,但是如果等待超过 6 分钟的话胶水就会干掉不能再
贴,问:小明最快用多长时间能贴完所有的奖状?
【难度】2 星
【题型】解答
【考点】统筹规划
【解析】用最短时间贴完所有的奖状就相当于问如何最节省时间,这道题目应该从反面来考虑:时间如果
浪费了,会浪费在等待上,也就是说如果不想浪费时间,我们最需要做的就是不能等待.那么可
以试验一下,当第一张奖状涂完的时候,这时候不能贴也不能等那么就只能继续涂下一张,等第
二张涂完了就可以继续贴,但是这样下去到了最后一张的时候还是需要等待胶水可以粘贴的一段
时间.
那么继续试验先涂第一张 A 然后涂 B ,然后涂 C ,这时候 A 等待了 4 分钟马上贴上,再涂一张 D
马上贴上已经等待了 5 分钟的 B ,再涂一张 E 贴上已经等待 6 分钟的 C (题目中说等待超过 6 分
钟就不可以,那么等于六分钟应是可以的)这样一直下去,会使每一张奖状花费的时间就只有涂的
2 分钟和贴的 1 分钟, 那么总时间是 96 分钟.
【答案】96 分钟
【例 3】 小明骑在牛背上赶牛过河.共有甲、乙、丙、丁 4 头牛.甲牛过河需要 1 分钟,乙牛过河需要
2 分钟,丙牛过河需要 5 分钟,丁牛过河需要 6 分钟.每次只能赶两头牛过河,那么小明要把
这 4 头牛都赶到对岸,最小要用多少分钟?
【题型】解答
【考点】统筹规划
【难度】3 星
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【解析】要想用最少的时间,4 头牛都能过河,保证时间最短:
(分钟);
第一步:甲与乙一起过河,并由小明骑甲牛返回,共用: 2 1 3
第二步:返回原地的小明再骑丙与丁过河后再骑乙牛返回,共用了 6 2 8
第三步:最后小明骑甲与乙一起过河用了 2 分钟;
所以,小明要把这 4 头牛都赶到对岸,最小要用 3 8 2 13
(分钟).
(分钟);
【答案】13 分钟
【巩固】 有四个人在晚上准备通过一座摇摇欲坠的小桥.此桥每次只能让 2 个人同时通过,否则桥会倒
塌.过桥的人必须要用到手电筒,不然会一脚踏空.只有一个手电筒.4 个人的行走速度不同:
小强用 1 分种就可以过桥,中强要 2 分中,大强要 5 分中,最慢的太强需要 10 分中.17 分钟后
桥就要倒塌了.请问:4 个人要用什么方法才能全部安全过桥?
【难度】3 星
【考点】统筹规划
【解析】小强和中强先过桥,用 2 分钟;再用小强把电筒送过去,用 1 分钟,现在由大强跟太强一起过桥,
用 10 分钟,过去以后叫中强把电筒送给小强用 2 分钟,最后小强与中强一起过河再用 2 分钟,
(分钟),正好在桥倒塌的时候全部过河.(时间最短过河的
他们一起用时间: 2 1 10 2 2 17
原则是:时间长的一起过,时间短的来回过.这样保证总的时间是最短的).
【题型】解答
【答案】17 分钟
【巩固】 有一家五口人要在夜晚过一座独木桥.他们家里的老爷爷行动非常不便,过桥需要 12 分钟;孩
子们的父亲贪吃且不爱运动,体重严重超标,过河需要时间也较长,8 分钟;母亲则一直坚持劳
作,动作还算敏捷,过桥要 6 分钟;两个孩子中姐姐需要 3 分钟,弟弟只要 1 分钟.当时正是
初一夜晚又是阴天,不要说月亮,连一点星光都没有,真所谓伸手不见五指.所幸的是他们有
一盏油灯,同时可以有两个人借助灯光过桥.但要命的灯油将尽,这盏灯只能再维持 30 分钟了!
他们焦急万分,该怎样过桥呢?
【难度】3 星
【考点】统筹规划
【解析】略.
【答案】首先姐姐跟弟弟一起过,用时 3 分钟,姐姐再回去送油灯,用时 3 分钟,老爷爷跟爸爸一起过河,
用时 12 分钟,弟弟将灯送回去,用时 1 分钟,弟弟和母亲一起过,用时 6 分钟,弟弟送灯过河,
用时 1 分钟,最后与姐姐一起过河,用时 3 分钟.一共用时:3 3 12 1 6 1 3 29
(分钟).最
后能够安全全部过河
【题型】解答
【巩固】 小强、小明、小红和小蓉 4 个小朋友效游回家时天色已晚,他们来到一条河的东岸,要通过一
座小木桥到西岸,但是他们 4 个人只有一个手电筒,由于桥的承重量小,每次只能过 2 人,因
此必须先由 2 个人拿着手电筒过桥,并由 1 个人再将手电筒送回,再由 2 个人拿着手电筒过桥……
直到 4 人都通过小木桥.已知,小强单独过桥要 1 分钟;小明单独过桥要1.5 分钟;小红单独过
桥要 2 分钟;小蓉单独过桥要 2.5 分钟.那么,4 个人都通过小木桥,最少要多少分钟?
【考点】统筹规划
【关键词】迎春杯
【解析】方法一:要想用最少的时间,4 人都通过小木桥,可采用让过桥最快的小强往返走,将手电筒送
【题型】解答
【难度】3 星
回,这样就能保证时间最短了.
第一步:小强与小明一起过桥,并由小强带手电筒返回,共用:1.5 1 2.5
第二步:返回原地的小强与小红过桥后再返回,共用了 2 1 3
第三步:最后小强与小蓉一起过桥用了 2.5 分钟;
所以,4 个人都通过小木桥,最少用 2.5 3 2.5 8
(分钟);
(分钟).
方法二:要想用最少的时间,4 人都能过桥,保证时间最短还可以:
(分钟);
第一步:小强与小明一起过桥,并由小强带手电筒返回,共用:1.5 1 2.5
第二步:返回原地的小红与小蓉过桥后再由小明带手电返回,共用了 2.5 1.5 4
第三步:最后小强与小小明一起过桥用了1.5 分钟;
所以,4 个人都通过小木桥,最少用 2.5 4 1.5 8
(分钟).
(分钟);
(分钟);
【答案】 8 分钟
【例 4】 6 个人各拿一只水桶到水龙头接水,水龙头注满 6 个人的水桶所需时间分别是 5 分钟、4 分钟、
3 分钟、10 分钟、7 分钟、6 分钟.现在只有这一个水龙头可用,问怎样安排这 6 人的打水次序,
可使他们总的等候时间最短?这个最短时间是多少?
【考点】统筹规划
【难度】2 星
【题型】解答
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【解析】第一个人接水时,包括他本人在内,共有 6 个人等候,第二个人接水时,有 5 个人等候; 第
6 个人接水时,只有他 1 个人等候.可见,等候的人越多(一开始时),接水时间应当越短,这样
总的等候时间才会最少,因此,应当把接水时间按从少到多顺序排列等候接水,这个最短时间是
3 6 4 5 5 4 6 3 7 2 10 100
(分).
【答案】100 分
【例 5】 有甲、乙两个水龙头,6 个人各拿一只水桶到水龙头接水,水龙头注满 6 个人的水桶所需时间
分别是 5 分钟、4 分钟、3 分钟、10 分钟、7 分钟、6 分钟.怎么安排这 6 个人打水,才能使他
们等候的总时间最短,最短的时间是多少?
【难度】3 星
【考点】统筹规划
【解析】一人打水时,其他人需等待,为使总的等待时间尽量短,应让打水所需时间少的人先打.安排需
3 分钟的,然后 5 分钟的,最后 7 分钟的在甲水龙头打;安排需 4 分钟的,然后 6 分钟的,最后
10 分钟的在乙水龙头打;在甲水龙头 3 分钟的人打时,有 2 人等待,占用三人的时间和为( 3 3 )
分;然后,需 5 分钟的人打水,有 1 人等待,占用两人的时间和为( 5 2 )分;最后,需 7 分钟的
人打水,无人等待.甲水龙头打水的三个人,共用( 3 3 5 2 7
)分,乙水龙头的三人,共用
( 4 3 6 2 10
)分.等候总时间为 25 分.
【题型】解答
【答案】25 分
【巩固】 车间里有五台车床同时出现故障,已知第一台到第五台修复时间依次为 18,30,17,25,20 分
钟,每台车床停产一分钟造成经济损失 5 元.现有两名工作效率相同的修理工,⑴ 怎样安排才
能使得经济损失最少?⑵ 怎样安排才能使从开始维修到维修结束历时最短?
【考点】统筹规划
【解析】略.
【答案】⑴ 一人修 17、20、30,另一人修 18、25 ;最少的经济损失为:5
【题型】解答
【难度】3 星
(
17 3 20 2 30 18 2 25
)
910
(
(元).
⑵ 因为 18 30 17 25 20
)
2 55
(分),经过组合,一人修需 18,17 和 20 分钟的三台,另一
人修需 30 和 25 分钟的两台,修复时间最短,为 55 分钟
【巩固】 理发室里有甲、乙两位理发师,同时来了五位顾客,根据他们所要理的发型,分别需要 10、12、
15、20 和 24 分钟,怎样安排他们理发的顺序,才能使这五人理发和等候所用时间的总和最少?
最少时间为多少?
【难度】3 星
【考点】统筹规划
【解析】一人理发时,其他人需等待,为使总的等待时间尽量短,应让理发所需时间少的人先理.甲先给
需 10 分钟的人理发,然后 15 分钟的,最后 24 分钟的;乙先给需 12 分钟的人理发,然后 20 分
钟的,甲给需 10 分钟的人理发时,有 2 人等待,占用三人的时间和为(10 3 )分;然后,甲给需 15
分钟的人理发,有 1 人等待,占用两人的时间和为(15 2 )分;最后,甲给需 24 分钟的人理发,
无人等待.甲理发的三个人,共用(10 3 15 2 24
)分.总
128
的占用时间为 10 3 15 2 24
)分,乙理发的两个人,共用(12 2 20
(分).
12 2 20
【题型】解答
)
)(
(
【答案】128 分
【巩固】 设有十个人各拿着一只提桶同时到水龙头前打水,设水龙头注满第一个人的桶需要 1 分钟,注
满第二个人的桶需要 2 分钟,…….如此下去,当只有两个水龙头时,如何巧妙安排这十个人
打水,使他们总的费时时间最少?最少的时间是多少?
【考点】统筹规划
【关键词】三帆中学,入学考试
【解析】要想总的时间最少,应该安排打水时间少的人先来打水,下面给出排队方式:
【题型】解答
【难度】3 星
显然计算总时间时,1、2 计算了 5 次,3、4 计算了 4 次,5、6 计算了 3 次,7、8 计算了 2 次,
9、10 计算了 1 次.所以有最短时间为 1 2
1 125
)
分钟.
( ) ( ) ( ) ( ) (
9 10
5 6
3 4
7 8
5
4
3
2
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