帮我讲一下牛吃草问题

牛吃草问题又称为消长问题或牛顿牧场，是17世纪英国伟大的科学家牛顿提出来的。典型牛吃草问题的条件是假设草的生长速度固定不变，不同头数的牛吃光同一片草地所需的天数各不相同，求若干头牛吃这片草地可以吃多少天。由于吃的天数不同，草又是天天在生长的，所以草的存量随牛吃的天数不断地变化。解决牛吃草问题常用到四个基本公式，分别是∶

（1）草的生长速度＝对应的牛头数×吃的较多天数－相应的牛头数×吃的较少天数÷（吃的较多天数－吃的较少天数）；

（2）原有草量＝牛头数×吃的天数－草的生长速度×吃的天数；`

（3）吃的天数＝原有草量÷（牛头数－草的生长速度）；

（4）牛头数＝原有草量÷吃的天数＋草的生长速度。

这四个公式是解决消长问题的基础。

由于牛在吃草的过程中，草是不断生长的，所以解决消长问题的重点是要想办法从变化中找到不变量。牧场上原有的草是不变的，新长的草虽然在变化，但由于是匀速生长，所以每天新长出的草量应该是不变的。正是由于这个不变量，才能够导出上面的四个基本公式。

牛吃草问题经常给出不同头数的牛吃同一片次的草，这块地既有原有的草，又有每天新长出的草。由于吃草的牛头数不同，求若干头牛吃的这片地的草可以吃多少天。

解题关键是弄清楚已知条件，进行对比分析，从而求出每日新长草的数量，再求出草地里原有草的数量，进而解答题总所求的问题。

这类问题的基本数量关系是：

1.(牛的头数×吃草较多的天数-牛头数×吃草较少的天数)÷（吃的较多的天数-吃的较少的天数)=草地每天新长草的量。

2.牛的头数×吃草天数-每天新长量×吃草天数=草地原有的草。

例1

牧场上有一片牧草，供24头牛6周吃完，供18头牛10周吃完．假定草的生长速度不变，那么供19头牛需要几周吃完？

分析：这个问题的难点在于，草一边被牛吃掉，一边仍在生长，也就是说牧草的总量随时间的增加而增加．但不管牧草怎么增长，牧场原有草量与每天（或每周）新长的草量是不变的，因此必须先设法找出这两个量来．我们可以先画线段图（如图5—1）．

从上面图对比可以看出，18头牛吃10周的草量比24头牛吃6周的草量多，多出的部分恰好相当于4周新生长的草量．这样就可以求出草的生长速度，有了每周新长的草量，就可以用24头牛吃6周的草量减去6周新长的草量，或用18头牛吃10周的草量减去10周新长的草量，得到牧场原有的草量．有了原有的草量和新长的草量，问题就能很顺利求解了．

解：设1头牛吃一周的草量的为一份．

（1）24头牛吃6周的草量

24×6=144（份）

（2）18头牛吃10周的草量

18×10=180（份）

（3）（10-6）周新长的草量

180-144=36（份）

（4）每周新长的草量

36÷（10-6）=9（份）

（5）原有草量

24×6-9×6=90（份）

或18×10-9×10=90（份）

（6）全部牧草吃完所用时间

不妨让19头牛中的9头牛去吃新长的草量，剩下的10头牛吃原有草量，有

90÷（19-9）=9（周）

答：供19头牛吃9周．

设每头牛每天吃草量是x,草每天增长量是y,16头牛z天吃完牧草,牧场原有草量是a.

由题可知：a+6y = 24*6x（1）

a+8y = 21*8x（2）

a+yz = 16xz （3）

（2）-（1）,得：y= 12x（4）,即：

1、2头牛一天的吃草量正好等于每天的增长量,所以要使牧草永远吃不完,最多放牧12头牛.

（3）-（2）,得：（z-8）y = 8x（2z-21）（5）

由（4）、（5）得：z=18

答：要使牧草永远吃不完,最多放牧12头牛.如果放牧16头牛,18天可以吃完牧草.

真的很有意思