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最优化问题
【知识点归纳】
最优化概念反映了人类实践活动中十分普遍的现象,即要在尽可能节省人力、物力和时间前提下,争取获得在可能范围内的最佳效果,因此,最优化问题成为现代数学的一个重要课题,涉及统筹、线性规划一排序不等式等内容.下面我们就最优化问题做出汇总分析.
最优化问题不仅具有趣味性,而且由于解题方法灵活,技巧性强,因此对于开拓解题思路,增强数学能力很有益处.但解决这类问题需要的基础知识相当广泛,很难做到一一列举.
一.选择题(共3小题)
1.32名同学乘车去公园,小车限乘4人,每辆6元,大车限乘6人,每辆8元。哪种租车方案最省钱?( )
A.3辆大车和4辆小车 B.4辆大车和2辆小车
C.2辆大车和5辆小车
2.超市促销活动,有两种优惠方案。方案一:购物每满100元,减60元。方案二:先打五折,然后在此基础上再打九折。李明要买一双340元的球鞋,更为省钱的购买方案是( )
A.方案一 B.方案二
C.两种方案省钱同样多 D.无法确定
3.有28人坐船,每条大船限坐6人,租金50元;每条小船限坐4人,租金40元,如果所有人都坐船,并且每条船都坐满,( )种方案租船最省钱。
A.大船5条 B.小船4条、大船2条
C.大船4条、小船1条 D.小船7条
二.填空题(共3小题)
4.三年级35位同学去秋游,大车限乘9人,小车限乘4人,租 辆大车和 辆小车能正好坐满。
5.运输队准备用载重分别为2吨和3吨的车运煤,安排 辆2吨的车和 辆3吨的车可以恰好把25吨煤运完。
6.23个同学买同样的4元1瓶的饮料,每人买1瓶,他们正好遇上促销活动:“买五赠二”,这时他们至少需要付 元。
三.判断题(共2小题)
7.旅游租车时,只要大车、小车都坐满,就是最省钱的方法。 (判断对错)
8.一种轮滑鞋在A,B两个体育用品商店标价相同,A商店每满100元减40元,B商店全场打六折出售,这双轮滑鞋在A,B两个商店的售价一定相同. (判断对错)
四.应用题(共2小题)
9.实验小学四年级师生32人去公园划船,小船限乘4人,大船限乘6人。怎么租船最省钱?需要多少钱?
10.现有34人去公园坐游船。
(1)如果每条船都坐满,可以怎样租船?
(2)如果租一条大船54元,租一条小船40元,哪种租船方案最省钱?
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参考答案与试题解析
一.选择题(共3小题)
1.【答案】B
【分析】根据题意可分别计算出每种方案需要的钱数,且此种方法乘坐的总人数至少应为32人;每辆大车的价钱×租大车的辆数+每辆小车的价钱×租小车的辆数=一共需要的钱数,每辆大车限乘的人数×租大车的辆数+每辆限乘的人数×租小车的辆数=一共乘坐的人数,依此计算并比较即可。
【解答】解:A.8×3+6×4=24+24=48(元),6×3+4×4=18+16=34(人),34人>32人。
B.8×4+6×2=32+12=44(元),6×4+4×2=24+8=32(人),32人=32人。
C.8×2+6×5=16+30=46(元),6×2+4×5=12+20=32(人),32人=32人。
48元>46元>44元,因此租4辆大车和2辆小车最省钱。
故选:B。
【点评】此题考查的是经济问题的计算,先分别计算出每种方案需要的钱数,是解题的关键。
2.【答案】B
【分析】方案一:先用除法求出340元里面有多少个100元,有几个100元就减去几个60元,实际付的钱数=总钱数﹣优惠的钱数;
方案二:几折就表示十分之几,也就是百分之几十,如:打九折出售,就是按原价的90%出售,实际付的钱数=总钱数×50%×90%,最后比较大小,即可求得。
【解答】解:方案一:340÷100≈3(个)
340﹣3×60
=340﹣180
=160(元)
方案二:五折=50%,九折=90%。
340×50%×90%
=170×90%
=153(元)
因为153元<160元,所以更为省钱的购买方案是方案二。
故选:B。
【点评】本题主要考查选择最佳方案的问题,分别求出两种方案实际付的钱数是解答题目的关键。
3.【答案】C
【分析】求出每个选项的方案所用的钱数,再比较。即可选出租船最省钱的方案。
【解答】解:A.5×6=30(人),30>28,不符合题意;
B.4×4+6×2=28(人),28=28;4×40+2×50=260(元);
C.4×6+4=28(人),28=28;4×50+40=240(元);
D.4×7=28(人),28=28;40×7=280(元)。
240<260<280,所以大船4条、小船1条最省钱。
故选:C。
【点评】本题主要考查在乘船过程中的最优化思想,既要保证每条船都没有空座还要费用最少。
二.填空题(共3小题)
4.【答案】3;2。
【分析】分析题意,35位同学去秋游,大车限乘9人,小车限乘4人,要求正好坐满,也就是35位同学正好全部坐满,9×3+4×2=35(人),所以租3辆大车和2辆小车正好坐满。
【解答】解:9×3+4×2
=27+8
=35(人)
答:租3辆大车和2辆小车能正好坐满。
故答案为:3;2。
【点评】此题应通过分析,得出最佳方案,进而列式计算得出问题结论。
5.【答案】2(或5或8),7(或5或3)。
【分析】两辆车的载质量分别为2吨和3吨,可以只安排一种车,也可以两种车同时安排,但要每次都装满。用列表的方法把不同的运送方案一一列举出来,再选择最优方案。
【解答】解:
运送方案 3吨的车 2吨的车 运煤吨数
① 9辆 0辆 27吨
② 8辆 1辆 26吨
③ 7辆 2辆 25吨
④ 6辆 4辆 26吨
⑤ 5辆 5辆 25吨
⑥ 4辆 7辆 26吨
⑦ 3辆 8辆 25吨
⑧ 2辆 10辆 26吨
⑨ 1辆 11辆 25吨
⑩ 0辆 13辆 26吨
安排2辆2吨的车和7辆3吨的车,或者5辆2吨的车和5辆3吨的车,或者8辆2吨的车和3辆3吨的车,或者11辆2吨的车和1辆3吨的车,可以恰好把25吨煤运完。
故答案为:2(或5或8),7(或5或3)。
【点评】根据已知条件和数量关系将所有可能的方案一一列举出来,然后再从各种方案中选择最优方案。
6.【答案】见试题解答内容
【分析】23个同学需要23瓶饮料,买五赠二,因此可将(5+2)瓶看成一组,然后用总瓶数除以每组的瓶数,得到的商就是可以买的组数,余数表示剩下的瓶数,买了几组就送了几个2瓶,再用组数乘5后,再加剩下的瓶数,从而计算出需要付钱的瓶数,最后根据“单价×数量=总价”进行计算即可。
【解答】解:5+2=7(瓶)
方案一:23÷7=3(组)……2(瓶)
4×5=20(元)
3×20=60(元)
2×4=8(元)
60+8=68(元)
方案二:23÷7=3(组)……2(瓶)
3+1=4(组)
4×5=20(元)
4×20=80(元)
68<80,即按照促销购买3组共计21瓶,单独在买2瓶,合计23瓶,此时最少花68元钱。
答:他们至少需要付68元。
故答案为:68。
【点评】此题考查的是经济问题的最优方案问题。
三.判断题(共2小题)
7.【答案】×
【分析】根据每种车可坐人数及总人数,选择每座最便宜,且尽量满座时,最省钱;据此判断即可。
【解答】解:旅游租车时,只要大车、小车都坐满,不一定是最省钱的方法,还需要考虑每座的价钱,所以原题说法错误。
故答案为:×。
【点评】本题主要考查最优化问题,关键明确选择每座最便宜,且尽量满座时,最省钱。
8.【答案】见试题解答内容
【分析】A商店,如果满100元,要先算出满100元减40元,相当于打几折,即花100﹣40=60元,买100元的轮滑鞋,即用60除以100算出折数,再和B商店全场打六折比较,如果不满100元,不优惠,按这两种情况解答即可.
【解答】解:如果满100元,A商店,相当于打的折数是:
(100﹣40)÷100=60%=六折
则与B商店全场打六折相同;
但是如果不满100元,A商店不优惠,那么还是B商店便宜;
综上所述,原题说法错误;
故答案为:×.
【点评】解决本题关键是理解两个商场不同的优惠方法,注意分两种情况考虑.
四.应用题(共2小题)
9.【答案】4条大船,2条小船,280元。
【分析】省钱的两个原则:一个是尽可能乘坐单价低的船,另一个是尽可能少留空位,按这两个原则设计方案,比较设计出不同方案的最后结果。
【解答】解:40÷4=10(元)
50÷6≈8(元)
10>8,大船人均单价低,所以尽量多租大船。
方案一:租5条大船,1条小船。
5×50+40
=250+40
=290(元)
方案二:租4条大船,2条小船。
4×50+2×40
=200+80
=280(元)
290>280
答:租4条大船,2条小船最省钱,需要280元。
【点评】本题考查属于最优化问题,解答此类问题一般思路是:根据省钱原则设计出方案,比较几种方案的最后结果,得出最优方案。
10.【答案】(1)租5条大船,1条小船;租3条大船,4条小船;租1条大船,7条小船。
(2)租5条大船,1条小船。
【分析】(1)所有船都坐满,有三种方案。方案一:租5条大船,1条小船;方案二:租3条大船,4条小船;方案三:租1条大船,7条小船。
(2)根据大船条数×54+小船条数×40=总钱数,代入数据分别求出这三种方案需要的钱数,再作比较即可。
【解答】解:方案一:租5条大船,1条小船。
6×5+4
=30+4
=34(人)
方案二:租3条大船,4条小船。
6×3+4×4
=18+16
=34(人)
方案三:租1条大船,7条小船。
6+4×7
=6+28
=34(人)
答:如果每条船都坐满可以租5条大船,1条小船;租3条大船,4条小船;租1条大船,7条小船。
(2)方案一:54×5+40
=270+40
=310(元)
方案二:54×3+40×4
=162+160
=322(元)
方案三:54+7×40
=54+280
=334(元)
310<322<334
答:租5条大船,1条小船最省钱。
【点评】此题应通过分析,得出最佳方案,进而列式计算得出问题结论。