
1. 明确过程与符号
学校 A,公园 B,SAB=54 km
校车速度 vc=45 km/h,步行速度 vw=5 km/h
乙班先乘车,甲班先步行
车到 C 点放下乙班(乙步行至 B),此时甲班走到 D′;
然后车返回在 D 点接甲班(甲在 D 点乘车至 B),车在返回过程中甲班继续从D′往B点步行,甲班和返回的车相遇在D点;
两班同时到达 B
设:
t1 = 车从 A 到 C 的时间(乙乘车时间)
t2 = 车从 C 返回遇到D 点甲班的时间
t3 = 车从 D 到 B 的时间(甲最后一段乘车时间)
2. 第一阶段
第一阶段(0 ~ t1)
3. 第二阶段
第二阶段(返回相遇,时长 t2)
在 t1 时刻:
车在 C,甲在 D’,相距 SCD′=SAC−SAD′=45t1−5t1=40t1 km
车返回,甲继续向前,相对速度 45+5=50 km/h
相遇时间 t2=50SCD′=5040t1=0.8t1
相遇点 D 的位置:
4. 第三阶段
第三阶段(最后一段,时长 t3)
甲班:
SDB=SAB−SAD=54−9t1 km
甲乘车 DB 时间:t3=4554−9t1
乙班:
SCB=SAB−SAC=54−45t1 km
乙步行 CB 时间:t3′=554−45t1
5. 求总时间
甲班总时间 = 乙班总时间。
甲班总时间 = t1+t2+t3
乙班总时间 = t1+t3′
所以:
t1+t2+t3=t1+t3′
t2+t3=t3′
代入 t2=0.8t1,t3=4554−9t1,t3′=554−45t1:
0.8t1+4554−9t1=554−45t1
两边乘 45:
36t1+54−9t1=9(54−45t1)
27t1+54=486−405t1
27t1+405t1=486−54
432t1=432
t1=1 小时
t2=0.8×1=0.8
t3=4554−9t1=4554−9×1=4545=1
6. 重新计算总时间
甲班总时间检查:
SAD=9t1=9km,步行时间 = 9 / 5 = 1.8 小时(即 t1+t2=1+0.8=1.8 小时,一致)
SDB=54−9=45 km,乘车时间 = 45 / 45 = 1 小时
甲总时间 = 1.8 + 1 = 2.8 小时,一致。
乙班总时间 = t1+t3′
AC = 45×1 = 45 km,CB = 54 - 45 = 9 km
t3′=59=1.8 小时
总时间 = 1+1.8=2.8 小时
最终答案:
两个班的学生用最短的时间同时到达公园需要 2.8 小时。