题目
A professional janitor can clean a certain high school in 8 hours, working at a constant rate. A student sentenced to detention can clean that same high school in 20 hours, also working at a constant rate. If the student is paid $7 total per hour and the janitor is paid $21 per hour, how much more would it cost the school to pay the janitor to do the job himself than it would to pay the student and the janitor to do the job together?
解析
### 对于工作类问题,有两个实用规则:
**规则#1**:如果一个人能在\(k\)小时内完成一整项工作,那么他1小时内可以完成这项工作的\(\frac{1}{k}\)。
**示例**:如果苏需要5小时完成一项工作,那么她1小时可以完成\(\frac{1}{5}\)的工作量。换句话说,她的工作效率是每小时完成\(\frac{1}{5}\)的工作。
**规则#2**:如果一个人1小时内可以完成\(\frac{a}{b}\)的工作,那么他完成整项工作需要\(\frac{b}{a}\)小时。
**示例**:如果山姆1小时可以完成\(\frac{1}{8}\)的工作,那么他完成整项工作需要\(\frac{8}{1}\)小时。同理,如果乔1小时可以完成\(\frac{2}{3}\)的工作,那么他完成整项工作需要\(\frac{3}{2}\)小时。
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我们用这两个规则来解这道题:
一名专业保洁员8小时可以打扫完某所高中。
因此(应用规则#1),保洁员**1小时**可以打扫学校的\(\frac{1}{8}\)。
一名被留校的学生20小时可以打扫完同一所高中。
因此(应用规则#1),学生**1小时**可以打扫学校的\(\frac{1}{20}\)。
因此,学生和保洁员一起工作时,**1小时**可以打扫学校的\(\left(\frac{1}{8} + \frac{1}{20}\right)\)。
\[
\frac{1}{8} + \frac{1}{20} = \frac{5}{40} + \frac{2}{40} = \frac{7}{40}
\]
即1小时内两人可以打扫学校的\(\frac{7}{40}\)。
应用规则#2,两人打扫完整所学校需要\(\frac{40}{7}\)小时。
保洁员的时薪为21美元/小时,学生的时薪为7美元/小时,因此两人的总时薪为28美元/小时。
两人的总工资 = (时薪)×(时间) = \(28\ \text{美元/小时} \times \frac{40}{7}\ \text{小时} = 160\ \text{美元}\)
保洁员单独工作时,需要8小时,时薪21美元/小时。
因此,保洁员单独工作的收入 = (时薪)×(时间) = \(21\ \text{美元/小时} \times 8\ \text{小时} = 168\ \text{美元}\)
\(168\ \text{美元} - 160\ \text{美元} = 8\ \text{美元}\),因此答案为E。