一边放水一边灌水的数学题,在现实生活中有没有具体应用?

教育网编2023-03-05 12:363670

在小学的奥数中有很多饱受质疑的问题,像排水进水问题就是争议比较大的一类题目,很多人都在说谁一天闲着没事干了把进水管和排水管同时开着,这样的问题实在是过于无聊。

事实上,这样的问题是有其价值和意义的,单从对学生思维能力的训练和提升都是具有其价值和意义的,这种问题之所以难度大一些,是因为涉及到众多的关系量,尤其是变化量比较多,数量关系比较复杂,对学生的逻辑思维能力有着比较高的要求。能把这样的问题完全弄明白的小学生不会太多,包括初中学生也不一定能弄明白,但能弄明白了绝对在理解和思维能力方面都是比较突出的。

那么这样的问题有实际应用吗?对于这个题目我们来给它换个面目:

长江上游普降暴雨,按目前流入三峡水库的水量预计10天后三峡水库的水量将达到库容总量的一倍,为安全起见,三峡大坝需要紧急开闸泄洪,泄掉库容总量的水量需时12天,现水库里水量为库容总量的一半,问几天以后三峡大坝将达到库容总量?代入到实际的情景中,这样的问题是不是就具备了一定的价值和意义的,之所以很多的数学题目看起来那么的“无聊”,是因为将它给抽象化了,脱离了现实,如果给他还原回去,就值得去研究和思考了。

很多的数学题目都是从现实生活或者实际生产中提炼出来的,教材中所谓“一般地”“理想状况”、等等描述,都是可以类比于一边抽水一边防水的题目。比如石油化工、粮食仓储等类企业,储油罐经常会一边用泵打油装车,一边生产车间向罐内注油;粮仓一边生产销售取粮一边卸车入库,还有物流中转,那么,就要求实时监控,一方面保证不会溢罐或者冒仓,一方面还不能空罐空仓。

以上是最直接的例子,一下还有相关性的状况:

电梯乘客是动态的,低楼层电梯简单的设置就可以满足需求,但是现实生活中超高楼层大厦林立,如何建立模型才是最优化方案,不就是类似于同时注水放水了吗?

车站、机场、电影院、景区、游乐场的需要开几个通道的问题也是与之相关和类似的问题,就以机场的安检通道的个数为例:

为保证乘客的安全,各国航空部门一方面要加强安全保障措施,安全检查的项目增多,但另一方面,如果由于增多的安检项目导致飞机延误,也将给乘客带来不便。某航空公司调查发现,在没有开放安检通道时,就有一部分旅客已经在排队等候通过安检,安检通道开放后,仍有旅客继续前来排队等候通过安检,并且前来排队的旅客按固定的速度增加,每个通道的安检速度固定的,当开放一个通道时,30分钟后就不再出现排队候检现象,若同时开放两个通道,10分钟后就不再出现排队候检现象。公司希望开放安检通道5分钟后,不出现排队现象,以便后来到达的旅客能随时随检,问至少要同时开放几个安检通道?

与边排水和边进水问题同样被诟病的牛吃草问题与这个问题也是相类似的,这些问题在分析和解决上都是具有共通之处,虽然在数学问题中这些被简单化了,但分析和解决的思路基本还是一样。

就以进水和排水问题问题为例,在分析的时候需要考虑到最开始的水量,单位时间内的进水量,单位时间内的排水量,单位时间内水量的变化情况,到了最后就转化为类似于基本的行程或工程问题来解答了。

还有一件每天都会发生在我们身边的事情,相信大家平时都有过一边给手机充电,一边玩手机的经历,这不也是类似于边进水边排水的问题吗?

类似的问题还有很多,值得我们去思考,这些问题都有共通之处,以前我也会随口讥讽这些所谓抖机灵的题目,但工作多年回头再重新审视初高中题目甚至小学,才发现这些题目是有价值和意义的,数学是实实在在有用的,很多的生活问题都可以转化为数学模型来解答。社会上说数学无用的那些人,真的只是他所处的层次太低,类似的议题比比皆是,千万别被误导。

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