第六讲·不变量·下集

水帮的忙,正好抵消

船逆流掉了箱子,30 分钟后掉头去追,要多久追上?这是行程题里最让人发怵的「流水行程」。可只要抓住两条不变量,它会当场塌成一道送分题——而且不管水流多快,答案都是 30 分钟。

8–9 岁 · 二三年级9 章 · 约 6 分钟 中文配音 + 字幕4 道随堂题
1
船掉了箱子 —— 追上要多久?
有配音,建议开外放或戴耳机 · 全片约 6 分钟 · 中途会出 4 道小题
动手时间
0:00 / 0:00

一道让很多人怕的题

一艘船逆流往上走,半路掉下一只会漂的箱子。30 分钟后船长才发现,掉头去追。

问题
追上箱子要用的时间,比 30 分钟长、比 30 分钟短,还是正好?
> = <
直觉会骗人
「顺流追得快,应该更短」「箱子跑远了,应该更久」——两种猜法都错。
正好 30 分钟
更意外的是
不管水流多快,答案都是 30 分钟。水速换成 0、换成 99,一样。
水速根本不影响
为什么
水对船和箱子做的事完全一样,一路上自己抵消掉了。
和不变 · 差不变

两段路,水速两次抵消

用具体数字算一遍:船在静水里每分钟 100 米,水流每分钟 40 米。

1背对背分开

船逆流 100 − 40 = 60(往上)
箱子顺水 = 40(往下)
拉开的速度 = 两个相加

60 + 40 = 100 = 船速
2算出距离

每分钟拉开 100 米,走了 30 分钟。
掉头那一刻,箱子在船后面——

100 × 30 = 3000 米
3掉头追

船顺流 100 + 40 = 140
箱子还是 40,同方向
追赶看的是相差多少

140 − 40 = 100 = 船速
3000 ÷ 100 = 30 分钟。算式里出现过 60、出现过 40、出现过 140,可最后真正起作用的只有那个 100——船在静水里的速度。
两次都变成 100,不是巧合:第一次是一加一减、和不变,第二次是同加同减、差不变。

水速为什么一定抵消

这一问回答了,这道题就再也难不住孩子。

背对背时:和不变

一个被推,一个被拖。

(100−40)+40=100

水推箱子多少,就拖船多少。加的和减的一样多,速度和还是两者的静水速度和。

同方向时:差不变

两个都被推,推得一样多。

(100+40)−40=100

水给船加 40,也给箱子加 40。两个一起加同样多,相差多少一点没变。

所以这道题可以直接改写成:一艘船在平静的湖里直线航行,掉了个箱子,30 分钟后掉头去追,要多久追上?——答案一模一样。
难题一下变成送分题。这就是抓住「不变的东西」的力气:把会变的部分证明成不起作用,剩下的就是一道最简单的题。

六讲,六个大想法

六道题毫不相干,六个想法却是一串的。

一 · 配对 二 · 对应
把一队数首尾牵起来;让两样东西一个牵一个,看谁落空。
1+2+…+100 · 种树
三 · 假设调整
先蒙一个,量出相差多少,一次调到位。
鸡兔同笼
四 · 逐步调整 五 · 构造相同
调不到位就一次一次改;不一样大就动手弄成一样大。
拆 100 · 和 34 差 8
六 · 不变量
找到一个怎么动都不变的东西,会变的那部分就管不着你了。
和不变 · 差不变
六个想法,说到底就一件事:把陌生的,变成你已经会的。
留给孩子的最后一道(书上原题):如果把箱子也换成一艘船,前面这套讲法还成立吗?想出来,讲给爸爸妈妈听。

练一练 · 六道

不是做得多就掌握得好。这六道各管一件事,做完能讲出理由就可以收工。

为什么只有六道

研究反复验证过一件事:同一节课里做 9 道和做 3 道,四周后的成绩没有差别——多出来的题当场看着熟练,一个月后一分钱不值。真正管用的是换着花样做和隔几天再做。

所以下面每次只出六道,按「每一步各练到、拒绝题也来一次」凑成最小集合,顺序是打乱的,也故意不告诉你每道该用哪招——判断用不用得上,本身就是第一步。

今天做一组→第 3 天换一组→第 10 天再换一组

这三个时间点不用你记——到点了,页面最上面那条会自动变成黄色提醒你。
停止条件不是做满六道,是讲得出理由。某一步错了,用下面的按钮只补那一步。