Posters and Icecream

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奥利维娅一听到“代数”就害怕

萨拉去朋友奥利维娅家玩,却发现她心情很不好。下面是她们的对话。

萨拉:奥利维娅,我们去玩吧。

奥利维娅:你想玩什么?

萨拉:你想玩什么都行。不过,你为什么愁眉苦脸的?

奥利维娅:就是这星期的代数课!我完全听不懂。老师还说这只是入门,到了高中才会学真正的内容。我都害怕了。

萨拉:那我们玩什么呢?

奥利维娅:玩耍怎么能解决我的问题?我什么都不想玩。

萨拉:有时候玩一玩能让头脑放松。

奥利维娅:我不知道。

萨拉:那我们看看你的新衣服吧。我保证,等我离开时,你的心情会好一些。你上个月买了哪些新衣服?

奥利维娅和萨拉是很要好的朋友,她相信萨拉也许真能说到做到。于是两人开始翻看衣服。奥利维娅拿出妈妈上个月给她买的彩色丝绸长裙,还展示了其他衣服:配及膝裙的上衣、衬衫和长裤套装,甚至还有一条迷你裙。她们欣赏并讨论各种颜色和款式。突然,奥利维娅想起了一件事。

佩里和戈麦斯海报的价格

奥利维娅:我没有凯蒂·佩里(Katy Perry)和赛琳娜·戈麦斯(Selena Gomez)的海报。我两种都想要,各买一张。有个朋友说,她买过这些海报,准备在圣诞节送给其他女孩。她买了三张戈麦斯海报和两张佩里海报,一共花了200美元。

萨拉:她在哪里买的?

奥利维娅告诉了她商店的名字,萨拉便打电话过去,说想买三张戈麦斯海报和两张佩里海报送给朋友。店员说戈麦斯海报库存不够,只能提供两张戈麦斯海报和三张佩里海报,总价180美元。萨拉把这些信息告诉了奥利维娅。

奥利维娅很想知道每种海报的单价,于是开始把已知条件写下来。她这样计算:

3张戈麦斯海报 + 2张佩里海报 = 200美元;

2张戈麦斯海报 + 3张佩里海报 = 180美元。因此,

6张戈麦斯海报 + 4张佩里海报 = 200 × 2 = 400美元;

6张戈麦斯海报 + 9张佩里海报 = 180 × 3 = 540美元。

这两组海报的总价相差140美元。因为戈麦斯海报的数量相同,差价一定来自多出的5张佩里海报。所以5张佩里海报价值140美元,每张就是28美元。

知道每张佩里海报是28美元后,两张就是56美元。回到三张戈麦斯海报加两张佩里海报共200美元的条件,三张戈麦斯海报就值144美元,每张48美元。

萨拉:奥利维娅,我刚才看着你算的。你其实已经会代数了。

奥利维娅:你是什么意思?

用 P 代表佩里,用 G 代表戈麦斯

萨拉:我来给你看看。我不喜欢写太多字。与其写完整的“戈麦斯海报”,不如用 G 表示;“佩里海报”就用 P 表示。你刚才做的就是:

3G + 2P = 200……方程1。

2G + 3P = 180……方程2。

方程1两边乘以2,得到 6G + 4P = 400……方程3。

方程2两边乘以3,得到 6G + 9P = 540……方程4。

用方程4减去方程3:6G + 9P − 6G − 4P = 540 − 400。

这样就消去了 G,得到 5P = 140,因此 P = 28。

然后把 P = 28 代入方程1:3G + 56 = 200,因此 G = 48。

奥利维娅:你做的和我完全一样,只是用字母代替了名字。

萨拉:没错。我也可以用 x 代替 G 表示戈麦斯海报,用 y 代替 P 表示佩里海报,解法还是一样。这有什么好怕的呢?你本来就知道怎么做,只是听到“代数”这个词就给自己设下了心理障碍。

这时,廷库(Tinku)突然走了进来。

为什么要写 x 和 y?

奥利维娅:我明白你刚才的做法了,但为什么要用 x 和 y?为什么要写方程呢?

萨拉:有三个原因。第一,你看,我很快就得出了答案。第二,我可以迅速把 x 和 y 的值代回方程,检查答案是否正确。第三,廷库喜欢汽车,x 和 y 也可以代表他不同的玩具汽车,或者他妈妈想买的装饰品。思路和解法都一样。

奥利维娅:有道理。谢谢你,萨拉。你兑现了承诺。你说过:“我保证,等我离开时,你的心情会好一些。”

廷库:我现在已经不喜欢玩具汽车了,我喜欢无人机。哦,萨拉,我看你教了她用消元法解方程。你教她代入法了吗?还是让我来教?

萨拉:廷库,你不知道奥利维娅有多聪明。奥利维娅,你来给他演示怎样用代入法解方程吧。不必用 x 和 y,先像刚才一样,用 G 表示戈麦斯海报,用 P 表示佩里海报。

冰淇淋和巧克力

廷库:不行,再解同一道题不公平。我给你出一道新题。一家商店卖冰淇淋和巧克力。7份冰淇淋加2块巧克力共29美元,而2份冰淇淋加5块巧克力共26美元。如果你算对了,我就请你吃冰淇淋。一份冰淇淋多少钱?

奥利维娅:廷库,如果你想请我吃冰淇淋,直说就好了。这样吧,如果我答对了,你得请我和萨拉两个人吃冰淇淋。成交吗?

廷库:好。

奥利维娅:我用 x 表示一份冰淇淋的价格,用 y 表示一块巧克力的价格。于是有:

7x + 2y = 29……方程1;2x + 5y = 26……方程2。

从方程1两边减去 2y:

7x + 2y − 2y = 29 − 2y,因此 7x = 29 − 2y,x = (29 − 2y)/7。

方程2是 2x + 5y = 26。

将 x = (29 − 2y)/7 代入,得到 2(29 − 2y)/7 + 5y = 26。

两边乘以7,得到 2(29 − 2y) + 35y = 182,即 58 − 4y + 35y = 182。

因此 31y = 182 − 58 = 124,所以 y = 4。

回到方程1:7x + 2y = 29,即 7x + 8 = 29,所以 7x = 21,x = 3。

廷库:天哪,你算对了!

一定要检验答案

奥利维娅:萨拉还教了我一件事,你也该学学。把 x 和 y 的值代回方程1和方程2,看看是否都成立。现在,你什么时候请我们吃冰淇淋?

萨拉:奥利维娅,你看,我说过同一种解法可以用来解决不同的问题,不只是海报。你刚才也向廷库证明,代数同样适用于冰淇淋和巧克力。廷库,我很高兴你答应请我们两个人吃冰淇淋。

一周后,奥利维娅请萨拉到家里来,给她看房间里的两张海报——戈麦斯和佩里的海报,并向她道谢。萨拉说海报不是自己买的,不必谢她。奥利维娅解释说,她把自己学会代数的事告诉了父母,于是父母给她买了这两张海报。

挑战题

萨拉和廷库每天都能找到新的较量方式。今天,他们要比赛完成10公里的赛程。两人都不擅长长跑,所以决定跑不动时就走。萨拉知道自己步行速度约为每小时5公里,计划以每小时9公里跑5公里,再走完剩下的5公里。廷库计划以每小时10公里跑5公里,再步行完成余下路程。廷库至少要以多快的速度步行,才能不输给萨拉?

解答:萨拉跑5公里所需时间 = 5/9小时。

她步行5公里所需时间 = 5/5 = 1小时。因此总时间 = 1 + 5/9 = 14/9小时。

廷库跑5公里所需时间 = 5/10 = 1/2小时。

设廷库步行5公里所用时间为 x 小时。

要不输给萨拉,x + 1/2 必须小于或等于 14/9。先求两人同时到达时的情况:

x + 1/2 = 14/9。

两边减去 1/2:x = 14/9 − 1/2 = (28 − 9)/18 = 19/18小时。

如果他用19/18小时走完5公里,步行速度 = 5 ÷ (19/18) = 90/19 ≈ 4.74公里/小时。

所以,廷库步行剩下的5公里时,速度不能低于约每小时4.74公里,才能不输给萨拉。

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