初一数学题

一幢33层的大楼有一部电梯停在第一层,他一次最多能容纳32人,而且只能在第2层至第33层中的某一层停一次,对于每个人来说,他往下走一层楼梯感到1分不满意,往上走一层楼梯感到3分不满意。现在有32个人在第一层,并且他人分别住第一层至第三十三层的每一层,问电梯停在哪一层,可以是不满意的总分达到最小,最小值是多少?

答案是第27层,把防尘给我列出来,稍微解释一下为什么,结果我自己算
1楼的答案看不上,自己想清楚在搬来,答案我也有就是不知道1+2+…+(x-y-2)怎么来的,解释一下

题目有错误 总32人 但是1到33层都有人住 那就有33个人 多出1人 所以题目应该是 2到33层 1楼没人住 所以排除第一层

用假设:
如果电梯停在2楼 让其他人都往上走 那就除了一个住在2楼的人以外 其他人每上一层都要用掉3的体力 也就是有31个人要消耗体力:
0+3(1+2+3+...+30+31)

如果电梯停在3楼 让其他人都往上走 那就除了一个住在3楼的人以外 有30人每上一层都要用掉3的体力 2楼的下一层 也就是1个人 消耗1点体力:
1+0+3×(1+2+3...+30)

依次类推:
1+2 +0+ 3×(1+2+3...+29)
....
1+2+3+...31 +0+ 3×0

这个就形成了两个互补的等差数列 前后项数只和都是31
项数:前面多一项 那后面就少一项 则用代数A表示前等差数列的项数 那前面就是A 后面就是31-A
首项:1
末项:末项之和 就是31 前面是A那后面就是31-A

得出一个等差数列
1×[(1+A)A /2] +0+ 3 ×[(1+31-A)(31-A)/2]=?

然后A用带进去算

最低为334 为28层

---------------------------

如果按照你原题解的话

易知 这32个人恰好是第2至第33层各住一人

对于每个乘电梯上下楼的人 他所住的层数一定不小于直接上楼的人所住的层数

事实上设住s层的人乘电梯 而住t层的人直接上楼 s<t 交换两人的上楼方式

其余的人不变 则消耗体力总分减少

设电梯停在第x层 在第一层有y个人没有乘电梯而直接上楼

那么消耗的体力的总分为 S=3[1+2+…+(33-x)]+3(1+2+…+y)+[ 1+2+…+(x-y-2)]

=3×(33-x)(34-X)/2+3y(y+1)/2+(x-y-2)(x-y-1)/2
=2x2-xy-102x+2y2+3y+1684
=2x2-(y+102)x+2y2+3y+1684
=2(x-(y+102)/4)^2+1/8(15y^2-180y+3068)
=2(x-(y+102)/4)^2+15/8(y-6)^2+316 ≥316 .

又当x=27时 y=6时 S=316

故当电梯停在第27层时 消耗的体力总分最小 最小值为316分.

参考资料: http://zhidao.baidu.com/question/60286100.html
回答者: 122.88.43.* 2009-9-21 21:24

很简单的一个等差数列求和的运用,等差数列的求和公式是S=首相加末相乘以项数除以2,提示你到这里再自己想想把

回答者: dear_xtian - 魔法学徒 一级 2009-9-21 21:32

设他停在X层,则要下楼的人走的楼层数为1+2+3+4+…+(X-2)
要上楼的人要走的楼层数为1+2+3+4+5+…(33-X)
假设停在2楼.3楼.32楼.33楼 带几个简单的值验证下上面的式子,没错吧 !
不满意总分=[1+2+3+4+…+(X-2)]+3[1+2+3+4+…+(33-X)]*3
化简就是1+2+3+…+(X-2)+3+6+9+…+(33-X)*3
(x-2)越靠近(33-X)*3 因为 任何一个极端值都会影响到总分的。
所以我得到的答案是26层,不知道你的27那里来的。
你会说X=25的时候(x-2)和(33-X)*3的差也是3但是考虑实际,当后者都走一层的时候总分会多2分,所以取26.

感觉没问题吧。

回答者: _______废 - 秀才 三级 2009-9-21 21:38

设那一层是x层,不满意总数是s
那么33层的不满意分是(33-x)·3
那么32层的不满意分是(32-x)·3
...
一直到x+1层的不满意分是(x+1-x)·3

第x层的那个人是满意的,就是说不满意分为零

第x+1层的人的不满意分是[x-(x-1)]·1
...
第03层的不满意分是(x-3)·1
第02层的不满意分是(x-2)·1

可得
s=[(33-x)·3+(32-x)·3+…+(x+1-x)·3]+[(x-2)·1+(x-3)·1+…+[x-(x-1)]·1]
=3[(33+32+…+x+1)-(33-x)·x]+[(x-2)·x-(2+3+…+(x-1))]
=3[(33-x)(33+x+1)/2-(33-x)·x]+[(x-2)·x-(x-2)(2+x-1)/2]
=[3(33-x)(34-x)+(x-2)(x-1)]/2
=2(x²-51x+842)
显然,当x=51/2的时候S是最小的,又因为x是整数,所以这里x=25或者26,带入
S(25)=384 S(26)=384

所以是25层或者26层,不满意最小值是384

回答者: 燕子回时ENID - 试用期 二级 2009-9-21 21:42

你说是27层好的我们算一下 27层到33层这6之间有层往上走一层加3分
第1个3分
第2个6分
第3个9分
第4个12分
第5个15分
第6个18分
加一下等于63分
而27层到2层有25层往下一层加一分

26层1分
25层2分
24层3分 &=层 #=分
23&4#
22&5#
21&6#
20&7#
19&8#
18&9#
17&10#
16&11#
15&12#
14&13#
13&14#
12&15#
11&16#
10&17#
9&18#
8&19#
7&20#
6&21#
5&22#
4&23#
3&24#
2&25#
等于330
现在加一下是330+63=393分 明白

回答者: 5566125566 - 职场新人 三级 2009-9-21 21:46

我用规划求解试了一下答案应该是25或26!

自己又列了一下方程,还是25或26!

不算第一层!

假设在N层!

则:总和=(N-2)+(N-3)+(N-4)+(N-5)+......+(N-N)+3*[1+2+3+...+(33-N)]
=(N-1)*(N-2)/2+3*(33-N)*(34-N)/2
=2*(N^2-51N)+M(常数)

N=25或26

时结果最小,为384

N=27时,为388不是最小!

回答者: 0220613072 - 一派掌门 十二级 2009-9-21 21:47

现设电梯停在x层,且在第一层有y个人没有乘电梯而直接上楼,那么他们的不满意程度总分为:
S=3[1+2+3+……+(33-x)]+3(1+2+3+……+y)+[1+2+3+……+(x-y-2)]
=3×(33-x)(34-x)/2 + 3y(y+1)/2 + (x-y-2)(x-y-1)/2
=2x²-xy-102x+2y²+3y+1684
=2x²-(y+102)x+2y²+3y+1684
=2[x-(y+102)/2 ]²+ (15y²-180y+3068)/8
2[x-(y+102)/4]²+15(y-6)²/8 +316
≥316
显然,当x=27 时,y=6时,S的最小值是316
即电梯停在27层时,不满意的总分达到最小,最小值是316

此乃为书上的标准答案。

回答者: 钟艺大观 - 进士出身 九级 2009-9-21 21:50

设电梯设置在x层,考虑所有人都是回家
那么人群分3类
1:坐电梯,然后往下 33>i>x 不满意为3(i-x)
2:坐电梯,然后往下 n<i<x不满意为x-i
3:不坐电梯1<i<n不满意为3(i-1)
因为满意与不满意比为1:3,也就是住在n=(x+1)/4楼(取整)的人无所谓是直接往上走或者是坐电梯然后往下
对3部分分别求和得方程
3/2*(1+33-x)(33-x)
1/2*(1+x-(x+1)/4)(x-(x+1)/4)
3/2*(1+(x+1)/4)[(x+1)/4]
求和,y=3式求和,最小值为对称轴所在,即x的-1项方系数/2倍的2次项系数

回答者: williamadama - 职场新
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2009-09-22
解:(1)设电梯停在x层,有y人直接步行上楼(即:居住在2到y+1层的人不乘电梯)(一定有x>y)
故:居住在第二层感到3分不满意
居住在第三层感到3×2分不满意
居住在第四层感到3×3分不满意
……
居住在第y+1层感到3y分不满意
故:这部分不满意的总分为3(1+2+……+y)

(2)剩下的(32-y)人乘电梯,则:
居住在第三十三层的人需要往上走(33-x)层楼梯,故:感到3(33-x)分不满意
居住在第三十二层的人需要往上走(32-x)层楼梯,故:感到3(32-x)分不满意
……
居住在第x+1层的人需要往上走1层楼梯,故:感到3分不满意
故:这部分不满意的总分为3(33-x)+3(32-x)+……+6+3

(3)居住在第x层的人满意
居住在第x-1层的人需要往下走1层楼梯,故:感到1分不满意
居住在第x-2层的人需要往下走2层楼梯,故:感到2分不满意
……
居住在第y+2层的人需要往下走(x-y-2)层楼梯,故:感到(x-y-2)分不满意
(注意:有y人直接步行上楼到y+1层)
故:这部分不满意的总分为1+2+3+……+(x-y-2)

综合以上:不满意的总分为:3(1+2+……+y)+ [3(33-x)+3(32-x)+……+6+3]+[ 1+2+3+……+(x-y-2)]
=3y(1+y)/2+3(33-x)(34-x)/2+(x-y-1)(x-y-2)/2
=2x²-xy-102x+2y²+3y+1684
=2x²-(y+102)x+2y²+3y+1684
=2[x²-(y+102)/2+(y+102) ²/4² ]+ (15y²-180y+3068)/8
=2[x-(y+102)/4]²+15(y-6)²/8 +316
≥316
显然,当y=6、x=27 时,最小值是316
即电梯停在27层时,不满意的总分达到最小,最小值是316本回答被提问者采纳
第2个回答  2009-09-21
题目有错误 总32人 但是1到33层都有人住 那就有33个人 多出1人 所以题目应该是 2到33层 1楼没人住 所以排除第一层

用假设:
如果电梯停在2楼 让其他人都往上走 那就除了一个住在2楼的人以外 其他人每上一层都要用掉3的体力 也就是有31个人要消耗体力:
0+3(1+2+3+...+30+31)

如果电梯停在3楼 让其他人都往上走 那就除了一个住在3楼的人以外 有30人每上一层都要用掉3的体力 2楼的下一层 也就是1个人 消耗1点体力:
1+0+3×(1+2+3...+30)

依次类推:
1+2 +0+ 3×(1+2+3...+29)
....
1+2+3+...31 +0+ 3×0

这个就形成了两个互补的等差数列 前后项数只和都是31
项数:前面多一项 那后面就少一项 则用代数A表示前等差数列的项数 那前面就是A 后面就是31-A
首项:1
末项:末项之和 就是31 前面是A那后面就是31-A

得出一个等差数列
1×[(1+A)A /2] +0+ 3 ×[(1+31-A)(31-A)/2]=?

然后A用带进去算

最低为334 为28层

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如果按照你原题解的话

易知 这32个人恰好是第2至第33层各住一人

对于每个乘电梯上下楼的人 他所住的层数一定不小于直接上楼的人所住的层数

事实上设住s层的人乘电梯 而住t层的人直接上楼 s<t 交换两人的上楼方式

其余的人不变 则消耗体力总分减少

设电梯停在第x层 在第一层有y个人没有乘电梯而直接上楼

那么消耗的体力的总分为 S=3[1+2+…+(33-x)]+3(1+2+…+y)+[ 1+2+…+(x-y-2)]

=3×(33-x)(34-X)/2+3y(y+1)/2+(x-y-2)(x-y-1)/2
=2x2-xy-102x+2y2+3y+1684
=2x2-(y+102)x+2y2+3y+1684
=2(x-(y+102)/4)^2+1/8(15y^2-180y+3068)
=2(x-(y+102)/4)^2+15/8(y-6)^2+316 ≥316 .

又当x=27时 y=6时 S=316

故当电梯停在第27层时 消耗的体力总分最小 最小值为316分.

参考资料:http://zhidao.baidu.com/question/60286100.html

第3个回答  2009-09-23
假设电梯停在n层。
则下面有n-1层到2层,共n-2层,用户不满意递增。分别为1,2,...,n-2
不满意度为(1+n-2)*(n-2)/2=(n-1)(n-2)/2
上面有n+1层到33层,共33-(n+1)+1=33-n层,用户满意度递增,值分别为3,6,9,...,(33-n)*3, 共33-n项。共值为3(1+33-n)*(33-n)/2

两者相加,则共有(n-1)(n-2)/2+3(1+33-n)*(33-n)/2
=2n^2-102n+1684

极小值在-b/2a=102/4=25.5,

当然,楼梯数不可能是小数,所以,在25和26间选,
代入n=25, 原式=384
代入n=26,原式=384
所以,电梯填在25层,或者26层都是可以的。
-----------------------excel实例证实-----------------------
楼层 方程计算 停在一层的实例 停在33层的实例
1 1584 1584 0
2 1488 3 31
3 1396 6 30
4 1308 9 29
5 1224 12 28
6 1144 15 27
7 1068 18 26
8 996 21 25
9 928 24 24
10 864 27 23
11 804 30 22
12 748 33 21
13 696 36 20
14 648 39 19
15 604 42 18
16 564 45 17
17 528 48 16
18 496 51 15
19 468 54 14
20 444 57 13
21 424 60 12
22 408 63 11
23 396 66 10
24 388 69 9
25 384 72 8
26 384 75 7
27 388 78 6
28 396 81 5
29 408 84 4
30 424 87 3
31 444 90 2
32 468 93 1
33 496 96 496
第4个回答  2009-09-22
应该停在25或26层.
分两种情况.
1.原来停N层,现在改停N-1层.
改停N-1层后,有33-N+1个人,每人均须多爬一层, 不满意指数增加3*(34-N)分
同时有N-2个人,每人均会少向下走一层, 不满意指数减少(N-2)分
当3*(34-N)> (N-2)时,也即当N<26时不能降低停层.

2. 原来停N层,现在改停N+1层.
改停N+1层后,有33-N个人,每人均会少爬一层, 不满意指数减少3*(33-N)分
同时有N-1个人,每人均会多向下走一层, 不满意指数增加(N-1)分
当3*(33-N)< (N-1)时, 也即当N>25时不能提高停层.

结论:应该停在25或26层.
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