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洗衣服的数学问题
在洗衣服时,衣服已打好了肥皂,揉搓得很充分了,再拧一拧,当然不可能把水拧干,设衣服上还残留含有污物的水1公斤,用20公斤清水来漂洗,问题是怎样才能漂洗得干净?
如果把衣服一下子放到20公斤清水中那么连同衣服上那1公斤水,一共21公斤水,拧“干“后,衣服上还有1公斤水,所以污物残存量是原来的
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1,6
通常我们把20公斤水分两次用,比如,第一次用5公斤,可使污物减少到再用15公斤的水,污物又减少到
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,分两次漂洗,效果好多了!同样分两次漂96
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洗,也可以每次用10公斤水,每次都使污物减少到原有,两次漂洗后,污物
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减少到原有的,这个效果是不是最好呢?这就要用字母代替数把问题一般
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化.
设衣服经过洗涤充分拧干后,残存水量P公斤,其中含污物m0千克,漂洗用的清水A公斤,其中把A公斤水分成n次使用,每次用量依次是a1,a2,a3,…,an(公斤),经过n次漂洗,衣服上还有多少污物呢?怎样合理使用这A公斤水,才能把衣服洗得最干净?(残留物量最少).
第一次,把带有m0千克污物的P公斤水的衣服放到a1公斤水中,充分搓洗,使m0千克污物溶解或均匀悬浮在P + a1公斤水中,把污水倒掉,衣服拧“干”时,由于m0千克均匀分布在P + a1公斤水中,所以衣服上残留的污物量m1与残留的水里P成正比:
衣服上残余污物量m1原来残存的污物量m0
=
拧“干”后残存水量P清水量加污水量a1P
,即m1=
m0Pm0
=.
aa1P
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P
完全类似地分析可知,漂洗两次后衣服上的残余污量为
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m2=
m0m1
=. a2a1a21(1)(1)
PPP
依次继续漂洗,当第n次漂洗完后,设衣服上残存的污物量为mn,则有 mn=
m0
⑴ . ana1a2
(1)(1)(1)
PPP
从公式⑴可以看出:
①原来衣服上残存污物m0越多,最后残存的污物mn也会越多(衣服越脏越难洗净,与实际相符);
②P越小,mn越小,即每次拧得越“干”,最后残余物越少,这与生活常识是一致的.
根据上述分析提出两个问题供读者参考练习:
⒈一位同学洗衣服时,用15公斤清水分三次进行漂洗,怎样分配水量可使衣服洗得干净?
⒉一位同学说:“当水量一定时,用清水漂洗的次数越多,衣服洗得越干净”,你同意这个观点吗?请说明理由.
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