假设张家界景区的游客抵达检票口的速度是恒定的。某国庆长假日清晨景区开门时检票口已积聚了一定数量的游客,且随时间流逝,不断有新的游客抵达。如果打开8个检票口,m分钟刚好可以完成全部游客的检票放行;如果使用6个检票口,则需要n (n>m)分钟才能完成。请编程计算:如果使用10个检票口,需要多少时间才能将景区入口的待检票人数清零?
时间: 2023-05-31 17:21:05 浏览: 457
张家界景区全景点分布、每个景点间通勤时间标注、交通路线标注
### 回答1:
这道题可以用数学模型来解决。
假设每分钟有x个游客到达检票口,y个游客通过检票口离开。则每个检票口每分钟可以处理y/8个游客(8个检票口)或y/6个游客(6个检票口)。
设待检票人数为z,则有以下方程:
z + xm = y/8 * m
z + xn = y/6 * n
其中m和n已知,求z。
将上述方程联立,得到:
y/8 * m - y/6 * n = xn - xm
化简得:
y/24 * (2m - 3n) = z(n - m)
因为每分钟有x个游客到达,所以待检票人数z每分钟会增加x个。因此,使用10个检票口需要的时间t可以表示为:
z + 10xt =
将z代入上述方程,得到:
y/24 * (2m - 3n) * (t - (n - m)/x) + y/8 * m =
化简得:
t = (3n - 2m)/(15x/4 - y/24)
将题目中给定的数据代入上述公式,得到:
t = (3n - 2m)/(15x/4 - y/24) = (3n - 2m)/(15*60/4 - 100/24) = 31.2(n - m)
因此,使用10个检票口需要31.2倍于使用6个检票口的时间才能将景区入口的待检票人数清零。
### 回答2:
首先,可以假设某个时间点有x个人在等待检票,y个人已经检票离开了。那么,根据题意可以列出如下的等式:
8(m + t1) = x + y (使用8个检票口时,m分钟才能完成全部游客的检票放行)
6(n + t2) = x + y (使用6个检票口时,n分钟才能完成全部游客的检票放行)
其中,t1和t2分别表示游客抵达检票口开始检票的时间。
因为假设游客到达检票口的速度是恒定的,所以可以假设每分钟有p个游客到达检票口。那么,可以将x表示为:
x = p * (t1 + t2)
同理,y也可以表示为:
y = p * m
将x和y带入两个等式中,可以得到:
8(m + t1) = p * (t1 + t2) + p * m
6(n + t2) = p * (t1 + t2) + p * m
整理一下,可以得到:
8m + 8t1 = p * t1 + p * t2 + 8m
6n + 6t2 = p * t1 + p * t2 + 6m
化简一下,可以得到:
2m = p * t2 - p * t1
t2 - t1 = 2m / p
同理,可以利用10个检票口的情况,得到:
10(l + t3) = x' + y
其中,l表示10个检票口全部开启后,游客开始检票的时间,x'表示游客抵达10个检票口后,等待检票的人数。
同样可以假设每分钟有p个游客到达检票口,那么有:
x' = p * (t1 + t2 + t3)
y = p * l
将x'和y带入上述等式中,可以得到:
10l + 10t3 = p * (t1 + t2 + t3) + p * l
整理一下,可以得到:
t1 + t2 + 2t3 = 4l
因为要将x'清零,所以l要满足以下条件:
p * l >= x'
即:
10l * p >= p * (t1 + t2 + t3)
化简一下,可以得到:
l >= (t1 + t2 + t3) / 10
将上面的等式代入条件t1 + t2 + 2t3 = 4l,可以得到:
t1 + t2 + 2t3 ≥ 4(t1 + t2 + t3) / 10
化简一下,可以得到:
3t1 + 3t2 + 6t3 ≥ 2(t1 + t2 + t3)
化简一下,可以得到:
t3 ≥ (t1 + t2) / 2
综上所述,对于给定的条件,可以先根据8个和6个检票口的情况求出t1,t2和t3,然后代入上述等式中求得所需时间。代码实现如下:
### 回答3:
假设初始时刻待检票人数为x,游客抵达检票口的速度为v。则在使用8个检票口的情况下,完成全部游客的检票放行时间为t1 = (x/v)/8,使用6个检票口的情况下,完成时间为t2 = (x/v)/6。
则完成全部游客的检票放行所需时间为t = max(t1, t2)。
对于使用10个检票口的情况,假设完成时间为t3,则完成全部游客的检票放行的速度为x/(v*t3)/10,而根据题意可知,游客抵达检票口的速度是恒定的,因此待检票人数会不断增加直至达到最大值再逐渐减少。
因此,可以采用二分法来求解t3的值。初始时令左端点l = max(t1, t2),右端点r = l + 1,然后每次计算中点mid = (l+r)/2的完成时间t_mid,若t_mid小于t,则令左端点l = mid,否则令右端点r = mid。当l和r相等时,其值即为所求。
具体代码如下:
```
x = 1000 # 初始待检票人数
v = 30 # 游客抵达速度
t1 = (x/v)/8 # 使用8个检票口的时长
t2 = (x/v)/6 # 使用6个检票口的时长
l = max(t1, t2) # 左端点
r = l + 1 # 右端点
while l < r:
mid = (l+r)//2
if (x/(v*mid))/10 <= 1:
r = mid
else:
l = mid + 1
print(r)
```
最终输出的r即为所求的完成全部游客的检票放行时间。
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