相同的輪胎,放在一輛自行車的前輪,能騎5000千米,放在後胎只能用3000千米,為了延長使用壽命,可以騎過一段路程後,前後胎對換使用。問:採用這種方法的話,一輛自行車的兩個輪胎最多能使自行車騎行多少千米?
今天將通過兩種方面求解
方法一:
首先得出,前輪磨損比後輪輕
設:自行車先行駛X千米後進行前後胎交換
前胎X千米後還能行駛:5000-X千米
後胎X千米後還能行駛:3000-X千米
然後前後胎交換使用可得:
當後胎換到前輪時,磨損變小使用壽命延長變為原來的5/3倍
即前輪(原後胎)還能行駛:5/3(3000-X)
當前胎換到後輪時,磨損變大使用壽命縮小變為原來的3/5倍
即後輪(原前胎)還能行駛:3/5(5000-X)
當且僅當前後胎同時報廢時,就有自行車的最大騎行
所以有5/3(3000-X)=3/5(5000-X)
解得X=1875千米,即自行車胎交換前行駛距離
將X隨便代入其中一個式子中得
即:5/3(3000-1875)=1875,交換後行駛距離為1875千米
所以整個行駛距離,即最大騎行為3750千米
方法二:
設:先行駛X千米後前後胎交換,再行駛Y千米完成整個過程
再設:輪胎的壽命(自然壽命)為15000秒(方便計算)
可以得出:
前輪消耗率為:3秒/千米(每行駛1千米壽命減少3秒)
後輪消耗率為:5秒/千米
當行駛X千米後前胎壽命還剩:15000-3X
當行駛X千米後後胎壽命還剩:15000-5X
然後前後胎交換,再行駛Y千米後:
前輪(原後胎)壽命剩:15000-5X-3Y
後輪(原前胎)壽命剩:15000-3X-5Y
當且僅當前後胎壽命都為0時,就有自行車的最大騎行
即:15000-5X-3Y=0記作一式,15000-3X-5Y=0記作二式
然後將一二式聯立,解得:
X=Y=1875千米
所以整個過程為X+Y千米,即最大騎行為3750千米
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