🔢 小学数学五年级上图形与拓展植树问题间隔数学模型

数学广角:植树问题

100 米的小路每 5 米栽一棵树,到底栽 20 棵还是 21 棵?关键要弄清"棵数"和"间隔数"的关系!本讲学习两端都栽、只栽一端、两端不栽和封闭线路四种植树模型,并把它们迁移到锯木头、敲钟、安路灯等问题中。

难度:★★★★

知识背景

💡知识背景 · 从一个真实的问题说起

在 100 米的小路一旁栽树,每隔 5 米栽一棵,很多同学脱口而出"100÷5=20100 \div 5 = 20 棵"。可要是两端都栽,答案其实是 21 棵——多出来的 1 棵去哪儿找?

秘密就在"间隔"里:栽树栽出的是一个个间隔,棵数和间隔数并不总是相等的。

这一讲,我们研究植树问题的四种情况,抓住"棵数与间隔数"的关系。学会了它,锯木头、上楼梯、敲钟、安路灯这些问题都能一网打尽。

知识讲解

两端都栽

在线段上植树,两端都栽时,棵数比间隔数多 1:

间隔数=总长÷间距棵数=间隔数+1\text{间隔数} = \text{总长} \div \text{间距} \qquad \text{棵数} = \text{间隔数} + 1

例如 100 米、每 5 米一棵:间隔数 100÷5=20100 \div 5 = 20,棵数 20+1=2120 + 1 = 21

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两端都栽:棵数 = 间隔数 + 1。可以画一段短的线段图验证:"两个端点都有树,树总比空多一棵。"

只栽一端与两端都不栽

  • 只栽一端(如一端靠墙):棵数 = 间隔数。
  • 两端都不栽(如两头都是建筑物):棵数 = 间隔数 − 1。
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三种线上植树模型对比:两端都栽多 1,只栽一端相等,两端不栽少 1。做题先判断属于哪一种。

封闭线路上植树

绕圆形水池、操场跑道一圈植树,首尾相接,相当于"只栽一端":

棵数=间隔数=周长÷间距\text{棵数} = \text{间隔数} = \text{周长} \div \text{间距}

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封闭图形上植树:棵数 = 间隔数,没有"多 1"或"少 1"的问题。

植树问题的变式

许多问题本质上都是植树问题:

  • 锯木头:锯的次数 = 段数 − 1(类似"两端不栽")。
  • 敲钟:敲 6 下之间有 5 个间隔。
  • 上楼梯:从 1 楼到 5 楼走了 51=45 - 1 = 4 层楼梯。

经典例题

两端都栽

在 120 米长的跑道一侧栽树,每隔 6 米栽一棵,两端都栽,一共要栽多少棵?

✏️ 点击查看解答
  1. 间隔数:120÷6=20120 \div 6 = 20(个)。
  2. 两端都栽,棵数比间隔数多 1:20+1=2120 + 1 = 21(棵)。
  3. 答:一共要栽 21 棵树。
两端都不栽

两栋教学楼相距 60 米,在楼间小路一旁栽树,每隔 5 米栽一棵,两端都不栽,能栽多少棵?

✏️ 点击查看解答
  1. 间隔数:60÷5=1260 \div 5 = 12(个)。
  2. 两端都不栽,棵数比间隔数少 1:121=1112 - 1 = 11(棵)。
  3. 答:能栽 11 棵树。
封闭线路

一个圆形水池的周长是 90 米,沿池边每隔 6 米安一盏景观灯,一共要安多少盏?

✏️ 点击查看解答
  1. 封闭线路:棵数 = 间隔数。
  2. 间隔数:90÷6=1590 \div 6 = 15(个)。
  3. 所以要安 15 盏灯。
  4. 答:一共要安 15 盏景观灯。

难点与易错点

⚠️难点 · 易错点
  1. 不判断类型就套公式:先弄清是两端都栽、只栽一端、两端不栽还是封闭线路,再决定加 1、减 1 还是不加不减。
  2. 把间隔数当棵数100÷5100 \div 5 算出的是间隔数,不一定是棵数。
  3. "两旁"忘记乘 2:路的两旁都栽树时,先算一旁的棵数,再乘 2。
  4. 锯木头次数与段数混淆:锯成 n 段只需锯 n1n - 1 次;时间要按"次数"算。
  5. 敲钟问题按下数算时间:钟敲 6 下用 10 秒,是 5 个间隔用 10 秒,每个间隔 2 秒。

生活中的应用

🌏生活中的应用

生活应用题 1 · 苏堤栽桃树

苏堤上一段 200 米的步道一侧补栽桃树,每隔 8 米栽一棵,两端都栽,需要多少棵树苗?

分步解:

  1. 间隔数:200÷8=25200 \div 8 = 25(个)。
  2. 两端都栽:25+1=2625 + 1 = 26(棵)。
  3. 答:需要 26 棵桃树苗。

生活应用题 2 · 地铁站台安广告牌

杭州某地铁站台一面墙长 72 米,两端是出入口不能安装,中间每隔 9 米安一块广告牌,能安多少块?

分步解:

  1. 间隔数:72÷9=872 \div 9 = 8(个)。
  2. 两端都不安:81=78 - 1 = 7(块)。
  3. 答:能安 7 块广告牌。

生活应用题 3 · 西溪湿地环岛布灯

西溪湿地一个小岛沿岸是封闭的一圈,周长 150 米,每隔 10 米装一盏太阳能灯,要装多少盏?

分步解:

  1. 封闭线路:盏数 = 间隔数。
  2. 间隔数:150÷10=15150 \div 10 = 15(个)。
  3. 答:要装 15 盏太阳能灯。

考点

🎯考点提示
  • 两端都栽:棵数 = 间隔数 + 1
  • 只栽一端:棵数 = 间隔数
  • 两端都不栽:棵数 = 间隔数 − 1
  • 封闭线路植树:棵数 = 间隔数
  • 变式应用:锯木头、敲钟、上楼梯、安路灯、路两旁植树
  • 画线段图分析、建立植树问题模型的思想方法

视频讲解

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