行程问题 · 遛狗模型 · 多次往返

遛狗问题:摩托车来回穿梭

甲、乙从相距 125 千米的 A、B 两地相向骑行,丙骑摩托从 A 出发在两人间不停往返;已知丙第二次回到甲身边时甲乙相距 45 千米,求甲乙相距 29 千米时,甲与丙相距多少。

原题
A、B 两地相距 125 千米。甲、乙二人骑自行车分别从 A、B 两地同时出发,相向而行。丙骑摩托车以每小时 63 千米的速度,与甲同时从 A 出发,在甲、乙两人间来回穿梭(与乙相遇立即返回,与甲相遇也立即返回)。若甲每小时 9 千米,且当丙第二次与甲相遇时(甲、丙同时从 A 出发的那一次为丙第零次与甲相遇),甲、乙两人相距 45 千米。那么当甲、乙两人相距 29 千米的时候,甲与丙相距____千米。

审题说明 原题图片中“相向而行”与“丙骑摩托车”之间缺少句号,本页按“相向而行。丙骑摩托车……”理解,即甲、乙骑自行车相向而行,丙骑摩托车与甲同时从 A 出发。另外假设三人均匀速行驶,相遇时掉头不耗时间。

交互演示

拖动时间轴,看三人的位置

A —— B · 全程 125 千米第 1 轮 · 去程
时间轴拖动或点关键时刻
0.00小时
实时读数距 A 地的千米数
甲的位置
0.0千米
乙的位置
125.0千米
丙的位置
0.0千米
丙的方向
→ 驶向乙
甲乙相距
125.0千米
甲丙相距
0.0千米
时间—位置图甲乙丙(折线)
每轮结束时的甲乙距离按同一比例缩小
此刻125
无方程 · 一步一步讲

讲解

  1. 把“一个来回”看成一轮

    丙从甲身边出发 → 遇到乙立刻掉头 → 回到甲身边,这叫一轮。出发时算第零次与甲相遇,所以“第二次与甲相遇”就是第 2 轮结束。

  2. 去程:距离变成原来的几分之几

    去程开始时,甲、丙在一起,与乙相距一段。丙和乙相向,每小时合走 63+v乙63+v_{\text{乙}} 千米,把这段距离走完就相遇;同一段时间里,丙每小时比甲多走 63−9=5463-9=54 千米。

    丙遇到乙的那一刻,乙就在丙身边,所以甲乙距离=丙领先甲的路程。两段路用的是同样的时间,长短之比就等于每小时走的之比:

    去程后的距离:去程前的距离=54:(63+v乙)\text{去程后的距离}:\text{去程前的距离}=54:(63+v_{\text{乙}})
  3. 返程:同样的道理

    丙掉头与甲相向,每小时合走 63+9=7263+9=72 千米;同一时间里丙和乙都朝 A 走,丙每小时把乙甩开 63−v乙63-v_{\text{乙}} 千米。丙回到甲身边时,甲乙距离=丙甩开乙的路程:

    返程后的距离:返程前的距离=(63−v乙):72\text{返程后的距离}:\text{返程前的距离}=(63-v_{\text{乙}}):72

    两个比例只和速度有关,与距离长短无关,所以每一轮都缩小成同一个分数。

  4. 两轮从 125 到 45:每轮 ×3/5

    两轮一共缩小到 45125=925=35×35\dfrac{45}{125}=\dfrac{9}{25}=\dfrac35\times\dfrac35,每轮相同,所以每轮都是 ×35\times\dfrac35:

    125→×3575→×3545→×3527125\xrightarrow{\times\frac35}75\xrightarrow{\times\frac35}45\xrightarrow{\times\frac35}27
  5. 用份数求乙的速度

    一轮的比例=去程比例 × 返程比例,其中 5472=34\dfrac{54}{72}=\dfrac34 已经知道:

    5463+v乙×63−v乙72=34×63−v乙63+v乙=35\frac{54}{63+v_{\text{乙}}}\times\frac{63-v_{\text{乙}}}{72}=\frac34\times\frac{63-v_{\text{乙}}}{63+v_{\text{乙}}}=\frac35

    所以 63−v乙63+v乙=35÷34=45\dfrac{63-v_{\text{乙}}}{63+v_{\text{乙}}}=\dfrac35\div\dfrac34=\dfrac45:把“63+v乙63+v_{\text{乙}}”看作 5 份,“63−v乙63-v_{\text{乙}}”就是 4 份。两者相加正好是 63×2=12663\times2=126,对应 9 份,1 份=14。于是 63+v乙=7063+v_{\text{乙}}=70,乙每小时 7 千米(检验:63−7=56=4×1463-7=56=4\times14)。

  6. 甲乙何时相距 29 千米

    甲乙相向,不论丙在哪里,两人每小时都靠近 9+7=169+7=16 千米。

    相距 45 千米(第 2 轮结束)时:(125−45)÷16=5(125-45)\div16=5 小时,甲在 9×5=459\times5=45 千米处,丙也在这里,乙在 125−7×5=90125-7\times5=90 千米处。

    相距 29 千米时:(125−29)÷16=96÷16=6(125-29)\div16=96\div16=6 小时。第 3 轮结束时甲乙相距 27 千米,比 29 小,说明 6 小时时第 3 轮还没结束。

  7. 第 3 轮去程:丙在 85.5 千米处遇到乙

    从第 5 小时起,丙与乙相距 45 千米,合速 63+7=7063+7=70,经过 45÷70=91445\div70=\dfrac{9}{14} 小时相遇,相遇点距 A:45+63×914=45+40.5=85.545+63\times\dfrac{9}{14}=45+40.5=85.5 千米。

    离第 6 小时还剩 1−914=5141-\dfrac{9}{14}=\dfrac{5}{14} 小时,这段时间丙在往回走。

  8. 最后 5/14 小时:甲丙相距 9 千米

    丙往回走 63×514=22.563\times\dfrac{5}{14}=22.5 千米,到了 85.5−22.5=6385.5-22.5=63 千米处;甲在 9×6=549\times6=54 千米处。

    63−54=9 千米63-54=9\ \text{千米}

    验算:乙在 125−7×6=83125-7\times6=83 千米处,甲乙相距 83−54=2983-54=29 千米,与题设一致。

一句话每轮按同一比例缩小 → 两轮 125→45,每轮 ×3/5 → 份数求出乙速 7 → 6 小时相距 29 → 丙已从 85.5 千米处折返,到 63 千米处,与甲(54)相距 9。

易错点

易错点

变式题

变式练习

A、B 两地相距 72 千米。甲、乙二人分别从 A、B 两地同时出发,相向而行。丙骑摩托车以每小时 35 千米的速度与甲同时从 A 出发,在甲、乙两人间来回穿梭(遇到即掉头)。甲每小时 5 千米,当丙第二次与甲相遇时(出发时记为第零次),甲、乙两人相距 18 千米。那么当甲、乙两人相距 12 千米时,甲与丙相距多少千米?