在一片广袤的草原上,有一群牛正在悠闲地吃草。这是一个经典的逻辑推理问题,它看似简单,却蕴含着深刻的数学思维和生活哲理。
假设这片草原上的草每天都在均匀生长,而且每头牛每天吃的草量相同。如果10头牛在20天内可以吃完这片草原上的所有草,而15头牛只需要10天就能完成同样的任务。那么,问题是:多少头牛可以在5天内将这片草原上的草全部吃完?
首先,我们需要明确几个关键点:
1. 草是不断生长的,因此不能单纯计算初始草量。
2. 牛的数量直接影响草的消耗速度。
3. 时间是一个重要的变量,决定了草的消耗与生长平衡。
为了简化问题,我们可以引入一些假设:
- 初始草量为 \( G \)(单位为“草量”)。
- 每头牛每天吃掉的草量为 \( C \)。
- 草每天的生长量为 \( R \)。
根据题目描述,我们有两个已知条件:
1. 10头牛在20天内吃完所有草:
\[
G + 20R = 10 \times 20C
\]
即:
\[
G + 20R = 200C
\]
2. 15头牛在10天内吃完所有草:
\[
G + 10R = 15 \times 10C
\]
即:
\[
G + 10R = 150C
\]
接下来,我们通过这两个方程求解 \( G \) 和 \( R \) 的关系。
从第一个方程减去第二个方程:
\[
(G + 20R) - (G + 10R) = 200C - 150C
\]
\[
10R = 50C
\]
\[
R = 5C
\]
这意味着草每天的生长量是每头牛一天吃草量的5倍。
将 \( R = 5C \) 代入第一个方程:
\[
G + 20 \times 5C = 200C
\]
\[
G + 100C = 200C
\]
\[
G = 100C
\]
现在我们知道初始草量 \( G = 100C \),草每天的生长量 \( R = 5C \)。
接下来,我们要计算多少头牛可以在5天内吃完所有草。设需要的牛的数量为 \( N \),则有:
\[
G + 5R = N \times 5C
\]
代入 \( G = 100C \) 和 \( R = 5C \):
\[
100C + 5 \times 5C = 5NC
\]
\[
100C + 25C = 5NC
\]
\[
125C = 5NC
\]
\[
N = \frac{125}{5} = 25
\]
因此,需要 25头牛 才能在5天内将这片草原上的草全部吃完。
这个问题看似复杂,但通过逐步分解和代入已知条件,最终得出了答案。它不仅考验了我们的逻辑推理能力,还提醒我们在面对实际问题时,要善于抓住核心变量并建立合理的模型。