#10002

奇异动物聚会·多元消元

五年级应用题不定方程
#代换消元#整体代换#整数解#数论
题目

一些奇异的动物在草坪上聚会。有独脚兽(1个头、1只脚)、双头龙(2个头、4只脚)、三脚猫(1个头、3只脚)和四脚蛇(1个头、4只脚)。如果草坪上的动物共有 58 个头、160 只脚,且四脚蛇的数量恰好是双头龙的 2 倍,那么其中独脚兽有几只?

解法

  1. 1.记独脚兽 a 只、双头龙 b 只、三脚猫 c 只、四脚蛇 d 只,由题意 d = 2b。
    × 1(2头4脚)
    × 2(1头4脚 × 2)

    四脚蛇数量 = 双头龙 × 2,把它们绑成一组

  2. 2.头数:a + 2b + c + d = 58,代入 d = 2b 得 a + 4b + c = 58。
    a + 2b + c + d=58头数
    a + 4b + 3c + 4d=160脚数
    d=2b条件

    列出三条关系式

  3. 3.脚数:a + 4b + 3c + 4d = 160,代入 d = 2b 得 a + 12b + 3c = 160。
    a + 4b + c=58代入 d=2b 到头数
    a + 12b + 3c=160代入 d=2b 到脚数

    消去 d 后只剩 a、b、c

  4. 4.脚数式减头数式:(a + 12b + 3c) − (a + 4b + c) = 8b + 2c = 102,化简得 4b + c = 51。
    160
    58

    脚 − 头 = 160 − 58 = 102 → 8b + 2c = 102

  5. 5.再看头数式:a + (4b + c) = 58,代入 4b + c = 51 得 a = 58 − 51 = 7。
    总头
    58
    4b+c
    51

    a = 58 − 51 = 7

  6. 6.所以独脚兽有 7 只。
    × 7独脚兽

    答:独脚兽共 7 只

练一练

同样是独脚兽、双头龙、三脚猫、四脚蛇的聚会:共 40 个头、100 只脚,四脚蛇数量仍是双头龙的 2 倍。独脚兽有几只?