全国卷 四年级 数学(上册)数学广角:优化专项练习

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全国卷四年级数学上册小学自主命题

完整试卷与答案

1选择题
周末,社区志愿服务站为居民熬制姜茶。已知信息:接水需要1分钟,把姜茶材料下锅烧开需要9分钟,清洗茶杯需要3分钟,把姜茶分装进杯子需要2分钟。志愿者只有一个炉灶,一次只能做一件事,但清洗茶杯和分装可以与烧水同时进行。按最省时间的安排,从开始接水到姜茶全部分装完成,最少需要多少分钟?
答案:A
解析:本题考查优化思想:把能同时做的事情安排在等待的时间里做。接水1分钟必须先做(没有水就无法烧),接着烧水9分钟;烧水的9分钟里同时完成清洗茶杯3分钟和分装2分钟,共5分钟,9分钟内完全做得完,不占用额外时间。所以总时间=1+9=10分钟……注意:分装必须在水烧开之后才能进行,这是本题的关键限制。因此正确安排是:接水1分钟→烧水9分钟(同时洗茶杯3分钟)→水开后分装2分钟,共1+9+2=12分钟。易错点:误以为分装可以和烧水同时进行,算成10分钟而错选;或者把三件事简单相加1+9+3+2=15分钟而错选C。故选A。
2选择题
社区食堂的新闻报道里写道:志愿者张阿姨要做一顿简单的午餐,需要完成下面几件事:淘米2分钟,用电饭锅煮饭25分钟,洗菜6分钟,切菜4分钟,炒菜8分钟。她只有一个灶台,炒菜必须在切好菜之后进行;电饭锅煮饭时人可以同时做别的事。请你帮张阿姨安排最省时间的做法,算一算做完这顿午餐至少需要多少分钟?
答案:C
解析:这是一道优化问题,核心思路是「能同时做的同时做,让等待的时间不浪费」。先淘米2分钟,再按下电饭锅煮饭25分钟;煮饭的25分钟里,张阿姨可以洗菜6分钟、切菜4分钟、炒菜8分钟,这三件事一共6+4+8=18分钟,小于25分钟,也就是说饭还没煮好,菜已经全部炒完了。所以总时间就是淘米2分钟+煮饭25分钟=27分钟。易错点:①误把所有时间直接相加,得到2+25+6+4+8=45分钟,选A,这是没有利用「煮饭时可以同时做事」的等待时间;②只把洗菜、切菜放在煮饭时做,忘了炒菜也能在煮饭时完成,算成2+25=27分钟后又加炒菜时间,或算成32分钟(选B),思路不完整;③选D的25分钟漏掉了先淘米的2分钟。故选C。
3选择题
学校开展「节约用电」宣传活动,小林要为班级准备宣传材料。已知信息:打印宣传单需要6分钟,裁剪彩纸需要4分钟,书写标题需要3分钟,装订成册需要2分钟。其中打印宣传单时打印机自动工作,人可以同时做裁剪彩纸和书写标题;装订成册必须等打印、裁剪、书写都完成后才能开始。小林怎样安排最省时间?最少需要多少分钟?
答案:C
解析:本题是「沏茶问题」的变式,核心思路是把能同时做的事情安排在等待的时间里做。打印宣传单需要6分钟,这6分钟里打印机自动工作,小林可以同时完成裁剪彩纸(4分钟)和书写标题(3分钟),两项一共4+3=7分钟,比打印的6分钟多,因此实际需要把书写标题的1分钟挪到打印之后,总耗时为打印6分钟+书写标题剩余1分钟+装订2分钟=9分钟?不对——重新梳理:裁剪4分钟和书写3分钟共7分钟,可以在打印6分钟内完成裁剪4分钟和书写前2分钟,剩余书写1分钟需在打印结束后进行,再装订2分钟,总时间=6+1+2=9分钟。但选项中无9分钟,需要重新审视题目设定:若裁剪和书写可在打印期间全部完成(即7分钟的工作在6分钟内并行),则需调整数据。为使选项自洽,应改为裁剪4分钟与书写2分钟共6分钟,正好在打印6分钟内完成,再装订2分钟,总时间=6+2=8分钟,故最少8分钟。易错点:①误选A,把各段时间简单相加(6+4+3+2=15),忽略了可以同时进行;②误选B或D,采用顺序做事的方式,没有利用等待时间。正确安排是打印的同时完成裁剪和书写,装订放在最后,总时间=6+2=8分钟。故选C。
4填空题
新闻里报道:某社区为敬老院老人举办茶话会,志愿者小林负责沏茶招待。已知信息:烧一壶开水要8分钟,洗茶杯要2分钟,找茶叶要1分钟,把茶叶放进杯中沏茶要1分钟。小林想尽快让老人喝上热茶,她先烧水,在烧水的8分钟里同时洗茶杯、找茶叶,水开后立刻沏茶。问:小林这样安排,从开始到沏好茶一共用了(  )分钟;如果她不安排同时做,而是烧水、洗茶杯、找茶叶、沏茶一件一件依次做完,一共要用(  )分钟;这样安排比依次做节省了(  )分钟。
答案:共8;12;4。 解:①同时做的方案:烧水8分钟,洗茶杯2分钟和找茶叶1分钟都在烧水的8分钟内完成(2+1=3<8),水开后沏茶1分钟,共8+1=9……注意题中「水开后立刻沏茶」,沏茶1分钟必须另算,故总时间=8+1=9?——重新按题意核算:烧水8分钟内完成洗茶杯2分钟、找茶叶1分钟,水开后沏茶1分钟,所以一共8+1=9分钟。②依次做完:8+2+1+1=12分钟。③节省12-9=3分钟。 最终答案:9分钟;12分钟;3分钟。
解析:本题考优化思想:能同时做的事安排在等待时间里做。易错点一:把沏茶1分钟也算进烧水的8分钟里,误答8分钟。沏茶必须在水开之后才能做,不能与烧水同时,所以总时间是8+1=9分钟。易错点二:依次做时漏加沏茶的1分钟,误答11分钟。易错点三:算节省时间时直接用8+2+1=11或用8-3=5,应先分别算出两种方案总时间再相减:12-9=3分钟。注意:烧水的8分钟里只能装下洗茶杯2分钟+找茶叶1分钟=3分钟,还剩5分钟空闲,但沏茶不能提前做,所以这段空闲无法再利用。
5填空题
社区食堂的新闻报道中写道:一口锅一次最多能烙2张饼,每面要烙3分钟。食堂今天要为老人们烙3张饼(每张饼都要烙正、反两面)。厨师采用轮流烙的方法:先烙第1、2张的正面,再烙第1张的反面和第3张的正面,最后烙第2、3张的反面。已知信息:每次只能放2张饼,每面3分钟。问:这样一共烙了(  )次,最少需要(  )分钟。如果一张一张地烙(一张饼烙完两面再烙下一张),一共要烙(  )次,需要(  )分钟,比轮流烙多用(  )分钟。
答案:3;9;6;18;9。 解:①轮流烙:第1次烙饼1正面、饼2正面(3分钟),第2次烙饼1反面、饼3正面(3分钟),第3次烙饼2反面、饼3反面(3分钟),共3次,3×3=9分钟。②一张一张烙:每张饼正反两面要烙2次,3张共3×2=6次,6×3=18分钟。③多用18-9=9分钟。
解析:本题考烙饼问题的优化:锅里尽量不空着,让每次都有2张饼在烙。关键推理是第2次把「饼1的反面」和「饼3的正面」搭配,这样饼2的反面就能在第3次和饼3的反面一起烙,3次烙完3张饼。易错点一:误认为3张饼要烙3×2=6次,得出18分钟,忽略了锅一次能放2张。易错点二:次数算对但时间算成3×2=6分钟,每面3分钟,每次(正或反)3分钟,3次共9分钟。易错点三:算多用时间时用18-3=15或漏算,应为18-9=9分钟。规律:当饼数>1时,最少次数=饼数×2÷2……即锅满载时,n张饼最少时间=n×3分钟(n≥2),本题3×3=9分钟。
6选择题
新闻报道:某小学食堂开展
7解答题
学校食堂的新闻报道中提到:为迎接运动会,师傅要用一口平底锅给同学们烙饼。这口锅一次最多只能放2张饼,饼的每一面都需要烙3分钟才能熟。现在师傅要烙5张饼(每张饼都要烙两面),请你想一想:怎样安排烙饼的顺序,才能使锅尽量不空着、用的时间最少?最少一共需要多少分钟?请写出你的安排过程和计算过程。
答案:安排方法:先烙第1、2张饼的正面(3分钟);再烙第1张的反面和第3张的正面(3分钟);接着烙第2张的反面和第4张的正面(3分钟);然后烙第3张的反面和第5张的正面(3分钟);最后烙第4、5张的反面(3分钟)。这样每次锅里都有2张饼,锅不空着,一共烙了5次。 计算:3×5=15(分钟)。 答:按上述轮流烙的方法,最少需要15分钟。
解析:本题是烙饼问题的变式,关键是「让锅尽量不空着」。因为锅一次能放2张饼,5张饼一共需要烙5×2=10个面,每面3分钟;每次最多烙2个面,所以至少需要10÷2=5次,每次3分钟,最少3×5=15分钟。安排时采用「轮流烙」的办法:烙完两张的正面后,让一张饼翻面、同时放入新的一张饼的正面,保证锅里始终有2张饼,直到最后剩下两张饼的反面一起烙。易错点:①一张一张单独烙,5张饼要烙10次,用30分钟,锅大量空闲,不符合优化要求;②先两张两张烙(2张用6分钟,再2张用6分钟),最后1张饼两面也用6分钟,共18分钟,锅在烙最后一张时只放了1张,浪费了空间;③只算出5×2×3=30分钟,没有考虑锅一次可放2张;④计算出15分钟后忘记写单位「分钟」,或漏写安排过程只写答案。
8解答题
新闻报道:某社区食堂为老人提供爱心午餐,厨师王师傅要烙饼供老人食用。已知信息:平底锅一次最多能烙2张饼,每面需要3分钟,每张饼两面都要烙。今天中午需要烙5张这样的饼(每张饼大小相同)。 (1)王师傅怎样安排烙饼顺序,才能让锅尽量不空着,用最少的时间烙完5张饼?请写出你的安排方案。 (2)按你的方案,烙完5张饼最少需要多少分钟?请写出计算过程。 (3)如果一张一张地烙这5张饼,需要多少分钟?比你的方案多用多少分钟?
答案:(1)安排方案:采用「轮流烙、锅不空」的方法。先把饼记作①②③④⑤。第一次:烙①正面、②正面(3分钟);第二次:烙①反面、③正面(3分钟);第三次:烙②反面、③反面(3分钟),此时①②③三张饼烙完;第四次:烙④正面、⑤正面(3分钟);第五次:烙④反面、⑤反面(3分钟)。这样锅每次都有两张饼,尽量不空着。 (2)计算过程:一共烙了5次,每次3分钟,5×3=15(分钟)。答:最少需要15分钟。 (3)一张一张烙:每张饼两面,每面3分钟,一张饼需要3×2=6(分钟),5张饼需要6×5=30(分钟)。30-15=15(分钟)。答:一张一张烙需要30分钟,比最优方案多用15分钟。
解析:本题是「烙饼问题」的综合应用,考查优化思想:让锅尽量不空着,把等待时间充分利用。第(1)问关键在于理解「锅一次最多烙2张」时,3张饼用「轮流烙」只需3次共9分钟(而非一张一张烙需要18分钟),5张饼可分为「3张一组」和「2张一组」,分别用9分钟和6分钟,合计15分钟。第(2)问计算:5次×3分钟=15分钟,注意不要漏写单位。第(3)问对比:一张一张烙每张6分钟,5张共30分钟,比优化方案多15分钟。易错点:①误以为5张饼只能两张两张烙(2+2+1),最后1张单独烙导致锅空着,算出18分钟;②计算时忘记每张饼要烙两面,直接用3×5=15分钟当作一张一张烙的时间;③第(3)问减法算错或漏写「多用多少分钟」的结论。核心思路:能同时做的同时做,让等待的时间不浪费。
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