数量关系
数学模型
工程问题

工程问题

一、核心概念

1. 什么是工程问题?

工程问题是行测数量关系中的一种经典题型,它主要研究工作总量、工作效率和工作时间三者之间的关系。

为了让大家更好地理解,我们来看一个生活中的例子:

假设小明同学很喜欢吃饺子,他妈妈平均每个小时能包60个饺子。如果妈妈连续包了2个小时,那么她一共包了多少个饺子?

这个问题很简单,我们一下子就能算出来:

60 (个/小时)×2 (小时)=120 (个)60 \text{ (个/小时)} \times 2 \text{ (小时)} = 120 \text{ (个)}

在这个例子中:

  • 工作总量 (Workload):总共需要完成的任务量。这里指总共要包的120个饺子。
  • 工作效率 (Efficiency):单位时间内完成的工作量。这里指妈妈每小时包60个饺子。
  • 工作时间 (Time):完成工作总量所需要的时间。这里指包饺子的2个小时。

通过这个例子,我们就推导出了工程问题的核心公式

2. 核心公式

W(工作总量)=E(工作效率)×T(工作时间)W(\text{工作总量}) = E(\text{工作效率}) \times T(\text{工作时间})

由这个核心公式,我们可以推导出另外两个同样重要的公式:

E(工作效率)=W(工作总量)T(工作时间)E(\text{工作效率}) = \frac{W(\text{工作总量})}{T(\text{工作时间})} T(工作时间)=W(工作总量)E(工作效率)T(\text{工作时间}) = \frac{W(\text{工作总量})}{E(\text{工作效率})}

注意:这三个公式是解决所有工程问题的基石。考生必须熟练掌握并能根据题目条件灵活运用。

二、核心解题方法

(一)赋值法

赋值法是工程问题中最常用、最核心的技巧。当题目没有给出具体的工作总量或效率时,我们可以通过赋一个“巧值”来简化计算。

  1. 赋值工作总量:当题目只给出完成工作所需的时间时(例如,甲单独做10天完成,乙单独做15天完成),通常将工作总量赋值为所有时间的最小公倍数。这样算出来的效率都是整数,便于计算。
  2. 赋值工作效率:当题目给出不同主体之间的效率比时(例如,甲、乙效率比为2:3),我们可以直接将效率赋值为对应的份数,即甲效率为2,乙效率为3。

(二)比例法

比例法的核心思想是利用三个量之间的正反比关系来解题,尤其适用于求解“效率变化”相关的问题。

  • 当工作总量(W)一定时,效率(E)与时间(T)成反比。即效率越高,时间越短。效率比为 E1:E2E_1:E_2,则时间比为 T2:T1T_2:T_1
  • 当效率(E)一定时,工作总量(W)与时间(T)成正比。
  • 当时间(T)一定时,工作总量(W)与效率(E)成正比。

(三)方程法

当题目中的等量关系比较直接,或者使用赋值法、比例法较为困难时,方程法是一个通用的选择。直接设未知数(通常是时间、效率或总量),根据题意列出方程求解。虽然普适,但计算量可能较大,通常作为保底方法。

三、真题讲解

1. 基础时间型问题

这类问题通常只给出完成任务需要的时间,是赋值法应用最基础的场景。

例1: 两根同样长的木炭,燃烧完一根粗的木炭需要2小时,燃烧完一根细的木炭需要1小时。现同时点燃这两根木炭,若干分钟后将两根木炭同时熄灭,发现粗木炭的剩余长度是细木炭的剩余长度的2倍,则燃烧了( )分钟。

  • A. 35
  • B. 40
  • C. 45
  • D. 50

2. 合作工程问题

例2 某商铺甲、乙两组员工利用包装礼品的边角料制作一批花朵装饰门店。甲组单独制作需要10小时,乙组单独制作需要15小时,现两组一起做,期间乙组休息了1小时40分,完成时甲组比乙组多做300朵。问这批花有多少朵?

  • A. 600
  • B. 900
  • C. 1350
  • D. 1500

3. 效率变化问题

例3: 工厂有5条效率不同的生产线。某个生产项目如果任选3条生产线一起加工,最快需要6天整,最慢需要12天整;5条生产线一起加工,则需要5天整。问如果所有生产线的产能都扩大一倍,任选2条生产线一起加工最多需要多少天完成?

  • A. 11
  • B. 13
  • C. 15
  • D. 30

例4: 某工厂的一个生产小组,当每个工人都在岗位工作,9小时可以完成一项生产任务。如果交换工人甲和乙的岗位,其他人不变,可提前1小时完成任务;如果交换工人丙和丁的岗位,其他人不变,也可以提前1小时完成任务。如果同时交换甲和乙,丙和丁的岗位,其他人不变,可以提前多少时间完成?

  • A. 1.4 小时
  • B. 1.8 小时
  • C. 2.2 小时
  • D. 2.6 小时

4. 比例类工程问题

例5: 甲、乙、丙三人共同完成一项工程,他们的工作效率之比是5:4:6。先由甲、乙两人合作6天,再由乙单独做9天,完成全部工程的60%。若剩下的工程由丙单独完成,则丙所需要的天数是

  • A. 9
  • B. 11
  • C. 10
  • D. 15

例6: A工程队的效率是B工程队的2倍,某工程交给两队共同完成需要6天。如果两队的工作效率均提高一倍,且B队中途休息了1天,问要保证工程按原来的时间完成,A队中途最多可以休息几天?

  • A. 4
  • B. 3
  • C. 2
  • D. 1

5. 多主体分段合作问题

例7: 某件刺绣产品,需要效率相当的三名绣工8天才能完成;绣品完成50%时,一人有事提前离开,绣品由剩下的两人继续完成;绣品完成75%时,又有一人离开,绣品由最后剩下的那个人做完。那么,完成该件绣品一共用了

  • A. 10 天
  • B. 11 天
  • C. 12 天
  • D. 13 天

6. 给定效率值问题

例8: 甲、乙两人生产零件,甲的任务量是乙的2倍,甲每天生产200个零件,乙每天生产150个零件,甲完成任务的时间比乙多2天,则甲、乙任务量总共为多少个零件?

  • A. 1200
  • B. 1800
  • C. 2400
  • D. 3600

7. 轮流合作问题

例9: 一条隧道,甲用20天的时间可以挖完,乙用10天的时间可以挖完,现在按照甲挖一天,乙再接替甲挖一天,然后甲再接替乙挖一天…如此循环,挖完整个隧道需要多少天?

  • A. 14
  • B. 16
  • C. 15
  • D. 13

8. “牛吃草”及变形问题

牛吃草问题是工程问题的变体,它的特点是工作量会发生变化(草一边被吃,一边在生长)。可以看作是“三方”的工程问题:吃的、旧有的、新长的。

例10: 同时打开游泳池的A、B两个进水管,加满水需1小时30分钟,且A管比B管多进水180立方米。若单独打开A管,加满水需2小时40分钟,则B管每分钟进水多少立方米:

  • A. 6
  • B. 7
  • C. 8
  • D. 9

9. 效率与时间反比关系问题

例11: 为响应建设“绿色城市”的号召,某社区义务植树300棵,由于参加植树的全体党员植树的积极性高涨,实际工作效率为原来的1.2倍,结果提前20分钟完成任务,则原来每小时植树多少棵

  • A. 120
  • B. 150
  • C. 135
  • D. 125

例12: 某项工程计划300天完成,开工100天后,由于人员减少,工作效率下降了20%,完成该工程比原计划推迟多少天?

  • A. 40
  • B. 50
  • C. 60
  • D. 70

四、技巧总结

  1. 公式是基础:牢记并理解 W = E × T 及其变形公式,这是所有解题方法的前提。
  2. 赋值是核心:遇到没有具体数值的“时间”或“效率比”,大胆使用赋值法。赋时间的最小公倍数为总量,或直接赋效率比为效率值,是最高效的解题路径。
  3. 比例是利器:当题目涉及效率、时间变化时,要立刻联想到“反比关系”,利用比例法可以绕开复杂计算,实现秒杀。
  4. 方程是保障:当其他方法思路不清晰时,沉着冷静地使用方程法。虽然计算可能稍慢,但能保证稳定得分。
  5. 审题要仔细:注意题目中的细节,如“合作”、“轮流”、“休息”、“效率提升/下降”、“提前/推迟”等,这些都是解题的眼。

通过掌握以上核心概念和方法,并辅以大量真题练习,相信同学们一定能攻克工程问题!

五、给完工时间型

题型特征

此类题目的核心特征在于题干明确给出多个工作主体(人员、设备等)完成同一项工程或任务所需的时间数据。典型表述如:

  • 单个主体完成整体工程的时间(如:甲需12小时)
  • 多个主体协同完成的时间(如:甲乙合作需8小时)
  • 不同主体组合的完工时间(如:甲乙、乙丙的不同组合时间)

解题思路

  1. 工程总量的赋值原则

    • 选取各完工时间的公倍数作为工程总量
    • 优先选择最小公倍数,便于后续运算
    • 总量的选择应当便于求解各主体效率
  2. 效率转化的关键步骤

    • 依据"工程量=效率×时间"的基本公式
    • 通过总量除以完工时间得到效率
    • 注意效率之间的关系转化
  3. 求解方法的选择

    • 依据题目给定的工作过程设置方程
    • 运用工程问题的基本公式
    • 结合具体情境选择合适的求解策略
  4. 常见陷阱提示

    • 注意效率变化的情况
    • 关注工作时间的衔接
    • 警惕工作量的重复计算

真题精讲


【例13】(2020山东)某单位职工食堂需要装修,可以使用甲、乙、丙三个装修队,甲队单独工作需10天完成,乙队单独工作需15天完成,丙队单独工作需30天完成。甲队装修一天需要1200元,乙队装修一天需要1000元,丙队装修一天需要800元。若该单位要求在9天内完成装修,则该单位至少需要付多少元装修费?(不足一天按一天算)

A. 12000

B. 12600

C. 15000

D. 18600


【例14】(2022湖北)某工厂一机器需要同类零件分别安装在A和B处。已知零件安装在A处可工作600小时报废,安装在B处可工作900小时报废。两零件分别安装在A、B两处工作一段时间后,交换零件位置继续工作。这时零件恰好同时报废,忽略安装和更换零件的时间,请问这两个零件使机器工作了多少小时?

A. 640

B. 720

C. 800

D. 840


【例15】(2021四川)某项工程,甲、乙、丙三个工程队如单独施工,分别需要12小时、10小时和8小时完成。现按"甲—乙—丙—甲······"的顺序让三个工程队轮班,每队施工1小时后换班,问该工程完成时,甲工程队的施工时间共计:

A. 2小时54分

B. 3小时

C. 3小时54分

D. 4小时


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