核心公式:距离 = 速度 × 时间(Distance = Speed × Time)

公式隐含的比例关系


1. 时间与距离的正比例关系(速度恒定)

当速度保持不变时,距离与时间成正比。

示例:

汽车 A 以 25 公里 / 小时的速度行驶 2 小时 → 距离 = 25×2 = 50 公里

汽车 B 以 25 公里 / 小时的速度行驶 3 小时 → 距离 = 25×3 = 75 公里

比例关系:(tA /tB) = (dA /dB),即时间比 = 距离比 = 2:3


2. 速度与距离的正比例关系(时间恒定)

若两个物体的运动时间相同,则距离与速度成正比。

比例关系:(S1 / S2) = (d1 /d2)

示例:两辆车从两端同时出发相向而行,相遇于 C 点(行驶时间相同)。

假设 AB 总距离为 900 公里,车 A 速度 25 公里 / 小时,车 B 速度 20 公里 / 小时

相遇点 C 的位置:(25/20) = (d1/d2) → 5:4 = 500:400,即距离 A 点 500 公里


3. 速度与时间的反比例关系(距离恒定)

若行驶距离固定,则时间与速度成反比(速度越快,时间越短,反之亦然)。

比例关系:(S1 / S2) = (t2 /t1)

示例 1:一列火车发生事故后,速度降至原来的 3/4,导致延误 20 分钟。求事故点之后的原计划行程时间。

速度变为 3/4,时间则变为 4/3(遵循反比例关系)

增加的时间(1/3)对应 20 分钟,因此原计划时间 = 20×3 = 60 分钟

另一种理解:速度降至 75%,时间增至 133.33%,增加的 33.33% 对应 20 分钟,原时间为 60 分钟

示例 2:某人以 5 公里 / 小时的速度从家到公司,迟到 20 分钟;若以 7.5 公里 / 小时的速度行驶,提前 12 分钟到达。求家到公司的距离。

设原计划时间为 t2,S1=5 公里 / 小时,t1=t2+32 分钟;S2=7.5 公里 / 小时,t2 为原计划时间

代入比例:5/7.5 = t2/(t2+32) → 5 (t2+32)=7.5t2 → t2=64 分钟

距离 = 7.5×(64/60) = 8 公里


相对速度

相对速度指一个物体相对于另一个运动物体的运动速度。


1. 同向运动的相对速度

两物体在 A、B 两点间往返运动时,速度较快的物体先到达端点,再折返途中与另一物体相遇。

相遇前相对速度为 S1–S2,较快物体折返后,两物体反向运动,相对速度变为 S1+S2。

每次有物体折返时,相对速度会在 S1–S2 和 S1+S2 之间交替(若两物体同时折返,相对速度不变)。

关键结论:连续两次相遇间隔的运动时间恒定,总距离与速度成正比;每次相遇时,两物体合计行驶距离为 2d(d 为 A、B 两点间距);第 n 次相遇时,总行驶距离为 2nd。

示例:第 9 次相遇时,总行驶距离 = 9×2d = 18d


2. 反向运动的相对速度

两物体从 A、B 两端同时出发往返运动,首次相遇于 A、B 之间某点,随后分离并各自抵达端点后折返。

每次有物体折返时,相对速度会变化;首次相遇时,两物体合计行驶距离为 d,后续每次相遇需再合计行驶 2d。

关键结论:相遇点位置由速度比决定(行驶时间相同);第 n 次相遇时,总行驶距离为 d + 2 (n-1) d。

示例:第 9 次相遇时,总行驶距离 = d + 8×2d = 17d

经典示例:两物体从 P、Q 两端出发,首次相遇点距离 P 点 0.6d,求第四次相遇点。

速度比 = 距离比 = 3:2(时间恒定)

第四次相遇总行驶距离 = d + 3×2d = 7d,按 3:2 分配,A 行驶 4.2d

相遇点距离 P 点 0.2d(4.2d 除以 2d 的余数为 0.2d)

示例 2:A 以 2 公里 / 小时的速度出发,半小时后 B 从同一地点同向追赶,1 小时 48 分钟后追上 A。求 B 的速度。

A 先行驶半小时,已走距离 = 2×0.5 = 1 公里

B 追赶时间 = 1.8 小时,相对速度 = SB–2

方程:(SB–2)×1.8 = 1 → SB = 47/18 ≈ 2.61 公里 / 小时


火车相关问题

核心解题要点


1. 火车穿越无长度静止物体(人、电线杆、树等)

需行驶的距离 = 火车自身长度(Lt)

公式:火车速度(St)× 穿越时间(t)= 火车长度(Lt)

示例:火车穿越电线杆用时 8 秒,火车长度 200 米,求速度。

St×8=200 → St=25 米 / 秒(或 90 公里 / 小时)


2. 火车穿越有长度静止物体(站台、静止火车、桥梁等)

需行驶的距离 = 火车长度(Lt)+ 物体长度(Lo)

公式:St×t = Lt + Lo

示例:火车以 20 米 / 秒的速度穿越站台用时 30 秒,穿越站台上的人用时 18 秒,求站台长度。

穿越人:20×18=Lt → Lt=360 米

穿越站台:20×30=360+Lo → Lo=240 米(答案选 A)


3. 火车穿越无长度运动物体(跑步的人、摩托车等)

同向运动:(St–So)×t = Lt(So 为物体速度)

反向运动:(St+So)×t = Lt

示例:火车穿越反向行驶的另一列车上的人用时 8 秒,同向行驶时用时 25 秒。已知第一列火车长 200 米,另一列车长 160 米,求第一列火车速度。

关键:穿越 “人” 只需考虑第一列火车长度,另一列车长度为干扰项

反向:(St+Sm)×8=200 → St+Sm=25;同向:(St–Sm)×25=200 → St–Sm=8

解得:St=16.5 米 / 秒(或 59.4 公里 / 小时)


4. 火车穿越有长度运动物体(另一列行驶的火车等)

注:此知识点超出 GMAT 考试范围,仅作补充

同向运动:(St–So)×t = Lt + Lo

反向运动:(St+So)×t = Lt + Lo


行船问题

核心逻辑

行船问题仍基于 “距离 = 速度 × 时间”,速度需根据水流方向调整:

静水速度 = 船速(SB)

逆流速度 = 船速 – 水流速度(SB–SS)

顺流速度 = 船速 + 水流速度(SB+SS)


平均速度


1. 通用公式

平均速度 = 总距离 ÷ 总时间

示例:乔先以 50 公里 / 小时行驶 100 公里,再以 80 公里 / 小时行驶 320 公里,求平均速度。

总时间 = 100/50 + 320/80 = 2+4=6 小时

平均速度 = (100+320)/6 = 70 公里 / 小时


2. 等距离往返的平均速度公式

当两段行程距离相等时,平均速度 = 2S1S2/(S1+S2)

示例:汽车从孟买到浦那速度 60 公里 / 小时,返程 120 公里 / 小时,求平均速度。

2×60×120/(60+120) = 14400/180 = 80 公里 / 小时

快速计算技巧:

速度比 = 60:120=1:2,比例和 = 3,速度差 = 60

平均速度 = 较慢速度 +(速度差 ÷ 比例和)× 较慢速度的比例项

即 60 + (60÷3)×1 = 80 公里 / 小时


GMAT 真题示例

示例 3:辛哈加德特快列车中午从浦那开往孟买,2 小时后德干女王号从同一地点同向出发,晚上 8 点追上辛哈加德特快。若两列车平均速度之和为 70 公里 / 小时,求两列车的平均速度。

设辛哈加德特快速度为 x,行驶时间 8 小时;德干女王号速度为 70–x,行驶时间 6 小时

追击时路程相等:8x = 6 (70–x) → 14x=420 → x=30 公里 / 小时(辛哈加德),70–x=40 公里 / 小时(德干女王号)

平均速度 = 总距离 ×2 /(总时间)= (240×2)/(8+6) = 480/14 ≈34.28 公里 / 小时(答案选 A)


练习题

1、迈克以正常速度的 3/4 行走,迟到 16 分钟,求他平时上班的常规时间(答案:A.48 分钟)

2、两列火车分别于早上 6 点和 6 点 45 分从德里开往孟买,速度 100 公里 / 小时和 136 公里 / 小时,求两车相遇时距离德里的距离(答案:C.283.33 公里)

3、罗恩步行去观景台,乘车返回,总用时 6 小时 45 分钟;若往返都乘车,可节省 2 小时,求往返都步行的用时(答案:A.8 小时 45 分钟)

4、两列火车长度分别为 100 米和 250 米,同向行驶时 70 秒相遇,反向行驶时 10 秒相遇,求较快火车的速度(答案:C.20 米 / 秒)