學習重點 熟用距離=速率×時間,並在計算前統一公里、公尺、小時、分鐘與秒。 分段行程先找出「速率改變的位置」,分別計算各段距離與時間,再合併為全程。 掌握延誤時間=實際總時間-原定總時間;未受影響的路段可消去,只比較減速路段。 平均速率必須以總路程÷總時間計算;固定距離下,也可利用通行時間判斷是否超過指定速率。 核心觀念 一、行程問題的基本關係與單位 速率表示單位時間內行進的路程。三個基本公式為:距離=速率×時間、時間=距離÷速率、速率=距離÷時間。列式前,應先確認速率中的時間單位與題目給的時間一致;若速率使用公里/小時,時間就必須換成小時。 換算項目正確關係 距離1 公里=1000 公尺 時間1 小時=60 分鐘=3600 秒 公里/小時轉公尺/秒除以 3.6,或乘以 5/18 公尺/秒轉公里/小時乘以 3.6,或乘以 18/5 例如,20 分鐘=1/3 小時,40 分鐘=2/3 小時。以每小時 300 公里行駛 20 分鐘,路程為 300×1/3=100 公里。不能直接用 300×20,因為「小時」與「分鐘」尚未統一。 二、分段行程:先算已知路段,再設未知距離 遇到「先依原速行駛,之後降低速率」的情況,可將全程拆成原速路段與減速路段。若開始的一段完全依照原定計畫行駛,這一段的實際時間與原定時間相同,因此全程延誤都來自後面的減速路段。 若問「以原速(每小時 300 公里)行駛了多少公里」,答案就是原速路段的距離:300×1/3=100 公里,與後段無關。 設減速路段長為 x 公里,原速為每小時 300 公里,減速後為每小時 200 公里,則同一段路程的原定時間為 x/300 小時,實際時間為 x/200 小時。延誤 40 分鐘,可列為: x/200-x/300=2/3 x/600=2/3 x=400。 這裡求得的 400 公里是減速路段距離。前段已行駛 100 公里,故全程距離為 100+400=500 公里。作答時務必先交代未知數代表哪一段,避免算出正確數值卻回答錯誤的量。 三、設全程距離與「每公里多花時間」的解法 也可直接設全程為 D 公里。原定總時間為 D/300 小時;實際總時間為前段的 1/3 小時,加上剩餘路程所需的時間,因此: 1/3+(D-100)/200-D/300=2/3。 解得 D=500。這種方法的重點是:減速後只行駛剩下的 D-100 公里,不能把全程 D 都除以 200。 若想快速判斷,也可從單位距離所需時間著手。每公里由原本的 1/300 小時變為 1/200 小時,每公里多花: 1/200-1/300=1/600 小時=6 秒。 總延誤 40 分鐘=2400 秒,故減速路段為 2400÷6=400 公里,再加上前段即得全程。一般而言,若原速為 v、減速後為 u,且 v>u,減速路段為 x,延誤為 Δt,則Δt=x×(1/u-1/v),各量仍須使用相容的單位。 最後可代回驗算:全程 500 公里,原定時間為 500/300=1 又 2/3 小時;實際時間為 100/300+400/200=2 又 1/3 小時,相差 2/3 小時,符合延誤條件。申論作答宜寫出設未知數、列式、計算與附單位的結論。 四、平均速率:總路程除以總時間 平均速率=總路程÷總時間。各段速率不同時,不能直接將速率相加除以段數;必須先加總各段路程與時間。以上述分段行程而言,全程平均速率為 500÷(7/3)=1500/7 公里/小時,約為 214.29 公里/小時。 行駛條件兩段平均速率判斷關鍵 兩段所花時間相同(v₁+v₂)/2只有等時間時,才能直接取兩速率的算術平均 兩段路程相同2v₁v₂/(v₁+v₂)慢速路段花較多時間,不能直接平均速率 一般分段行程各段距離總和÷各段時間總和回到定義最可靠 五、固定距離的測速判斷:先求臨界時間 「區間測速」是以車輛通過整個區間的平均速率判斷是否超速。可逐一計算速率,也可先求恰好等於指定速率的通行時間。固定距離下,時間越短,平均速率越大。 以 1050 公尺的區間、每小時 70 公里的判斷標準為例,臨界時間為: 1.05÷70=0.015 小時=54 秒。 因此,通行時間少於 54 秒才表示平均時速超過 70 公里;恰好 54 秒表示等於 70,超過 54 秒則低於 70。50 秒與 53 秒低於臨界時間,屬於超速;56 秒與 59 秒高於臨界時間,未超速。 若直接計算,設通行時間為 t 秒,則平均時速=(1050÷t)×3.6=3780/t 公里/小時。比較 3780/t 是否大於 70,也會得到 t<54 的相同結論。例如 t=50 時為 75.6 公里/小時,t=56 時為 67.5 公里/小時。 常考陷阱 把延誤當作實際行駛時間:延誤是兩種時間的差,不能用「減速後速率×延誤時間」求減速路程。 用速率差乘延誤:速率差不能直接取代時間差關係。應比較同一路程的「距離÷速率」,建立實際時間減原定時間的方程。 將減速套用到全程:前段已依原速行駛,後段時間應使用剩餘距離計算;全程距離與減速路段距離不可混淆。 答錯所問的路段:問「以原速行駛多少公里」答前段 100 公里;問「兩地距離」答全程 500 公里;解出的 400 公里只是減速路段。 把分鐘當小數小時:20 分鐘不是 0.2 小時,40 分鐘也不是 0.4 小時;換成小時都要除以 60。 直接平均兩個速率:(300+200)÷2=250,只有兩速率各行駛相同時間時才適用,不能僅因分成兩段就使用。 單位換算方向顛倒:公尺/秒換成公里/小時要乘以 3.6;若除以 3.6,會使超速判斷失準。 時間越長誤以為越快:固定距離下,通行時間越短才越快;行駛時間較長的車輛反而不會超速。 忽略「超過」的嚴格界線:「超過」用>,不包含等於;對應到固定路程的通行時間,則是小於臨界時間。判斷前先比較精確值,可避免四捨五入造成誤判。 記憶口訣 「單位先統一,分段再相加;延誤比時間,平均看總量。」 「同路程,越快越省時;超過速率線,時間小於線。」