小升初奥数每天一题：打水
发布:佚名 时间:2009-4-7 11:21:00 来源:京翰教育中心 录入:杨 人气:149
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5个人各拿一个水桶在自来水龙头前等候打水，他们打水所需的时间分别是1分钟、2分钟、3分钟、4分钟和5分钟.如果只有一个水龙头，试问怎样适当安排他们的打水顺序，使所有人排队和打水时间的总和最小？并求出最小值.
分析 这是我们经常遇到而不去思考的问题，其中却有着丰富的数学思想.5个人排队一共有5×4×3×2×1=120种顺序，要把所有情形的时间总和都计算出来加以比较，就太繁琐了.凭直觉，应该把打水时间少的人排在前面所费的总时间会省些.试用“逐步调整”法求解.
解：首先证明要使所用总时间最省，应该把打水时间需1分钟的人排在第一位置.
假如第一位置的人打水时间要a分钟（其中2≤a≤5），而打水需1分钟的人排在第b位（其中2≤b≤5），我们将这两个人位置交换，其他三人位置不动.这样调整以后第b位后面的人排队和打水所费时间与调整前相同，并且前b个人打水所费时间也未受影响，但第二位至第b位的人排队等候的时间都减少了（a-1）分钟，这说明调整后五个人排队和打水时间的总和减少了.换言之，要使所费时间最省，就要把打水需1分钟的人排在第一位置.
其次，根据同样的道理，再将打水需2分钟的人调整到第二位置；将打水需3、4、5分钟的人逐次调整到三、四、五位.所以，将五人按照打水所需时间由少到多的顺序排队，所费的总时间最省，得出5人排队和打水时间总和的最小值是：
1×5＋2×4＋3×3＋4×2＋5×1=35（分钟）.
本题所用的逐步调整法是一个很朴素的数学思想，它使我们思考问题过程简化，更有趣味.