一文帮你搞懂管综数学里的"十字交叉法"

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管综数学中的“交叉法”(也叫十字交叉法或加权平均法)是一个非常实用且重要的解题技巧,它主要用于解决两类不同属性的数值混合后得到新平均值的问题。我们从原理、公式推导到应用场景和真题举例,全面解析这个方法。

管综数学必杀技:巧用“交叉法”速解混合平均值问题

在管理类联考(管综)数学中,有一类高频题型: “两种不同浓度的溶液混合,得到新的浓度”“两种不同价格的商品混合,得到新的平均价格” 。这类问题本质上都是加权平均问题,而“交叉法”(十字交叉法)正是解决它的终极利器。

一、核心思想:什么是交叉法?

交叉法是一种通过十字交叉的形式,快速计算两种不同成分在混合物中的比例(权重)的方法。

它的核心公式其实源于加权平均数的基本定义:

设有两种成分:

  • 成分A,其值为 a (例如浓度、价格),权重为 x(例如质量、体积、数量)
  • 成分B,其值为 b (且 b < a),权重为 y
  • 混合后的平均值为 r (且 b < r < a)

根据加权平均公式:ax+byx+y=r对这个等式进行变形,可以得到:根据加权平均公式: \frac{a \cdot x + b \cdot y}{x + y} = r对这个等式进行变形,可以得到:

image.png

这个最终的比值 (r-b)/(a-r) 就是交叉法的基础。我们用一个“十字交叉”的图来直观表示:

<TEXT>
      A (a)   /   (r - b)   ← A的权重系数
          \ /
           r
          / \
      B (b)   \   (a - r)   ← B的权重系数

结论: 两种成分的权重之比 x : y = (r - b) : (a - r)

二、解题步骤:“一看、二写、三交叉、四解比”

使用交叉法解题,只需四步:

  1. 一看:识别题型。题目中通常会出现两种不同属性的物体(如溶液、商品、人群)混合,并给出了混合后的平均属性值。
  2. 二写:写好框架。在草稿纸上画一个“十”字。左上角写A的值(a),左下角写B的值(b),中间写混合后的平均值(r)。
  3. 三交叉:做减法交叉。用中间的数 r 分别减去左下角的 b(得到 r-b,写在右上角),用左上角的 a 减去中间的数 r(得到 a-r,写在右下角)。
  4. 四解比:得到的比值 (r-b) : (a-r) 就是A与B的权重之比。根据这个比值和题目中的其他条件(如总重量、总价格等),即可求出所求量。

切记交叉减法的方向绝对不能错! 永远是“大值减小值”,即 (混合值 - 小值)(大值 - 混合值)

三、应用场景与真题举例

交叉法最常用于以下三种场景:

场景一:溶液浓度问题(最经典)

【例题】 甲瓶装有浓度为50%的盐水800克,乙瓶装有浓度为30%的盐水400克。现将两瓶盐水混合,混合后的盐水浓度是多少?

解:

  1. 识别:两种浓度混合,求混合浓度。

  2. 交叉

    • A = 50%, B = 30%, 设混合浓度为 r
    • 画十字:
    <TEXT>
        50%   /   (r - 30%)
             \ /
              r
             / \
        30%   \   (50% - r)
    
    • 权重之比为甲溶液质量 : 乙溶液质量 = (r - 30%) : (50% - r) = 800 : 400 = 2 : 1
  3. 列方程

image.png

答:混合后的浓度约为43.33%。

场景二:平均价格问题(盈亏问题)

【例题】 某商店购进了一批单价为80元的商品,按每件100元售出时,可卖出100件。现打算降价促销,使销售额达到10800元。问需要降价多少元?(提示:可理解为原价商品和降价商品“混合”后,平均售价为10800/总销量)

解:

  1. 识别:这可以看作“原价100元”和“降价后价格p元”两种商品混合,平均售价为 10800 / (100 + x),其中x为降价后多卖出的件数。但用交叉法思维更巧。

  2. 目标:销售额10800元。设降价后售价为 p 元,多卖出 x 件。

    • 原价部分销售额:100 * 100 = 10000元
    • 降价部分销售额:p * x 元
    • 总销售额:10000 + p x = 10800 => p x = 800
    • 总销量:100 + x
    • 混合后的平均价格:10800 / (100 + x)
  3. 交叉:两种“商品”价格混合。

    • A(原价商品):价格100元,数量100件
    • B(降价商品):价格p元,数量x件
    • 混合平均价:10800/(100+x)
    • 画十字:
    <TEXT>
        100   /   [10800/(100+x) - p]
            \ /
        10800/(100+x)
            / \
        p    \   [100 - 10800/(100+x)]
    
    • 数量之比为:100 : x = [10800/(100+x) - p] : [100 - 10800/(100+x)]
  4. 简化:此题用交叉法列式稍复杂,但体现了混合思想。更直接的方法是联立 p x = 800平均价定义式。但交叉法是这类问题的通用框架。

场景三:人群平均分问题

【例题】 某班级男生的平均分为85分,女生的平均分为91分,全班平均分为88分。已知男生有20人,问女生有多少人?

解:

  1. 识别:两组数据混合求平均,已知平均值和一方数量,求另一方数量。是交叉法的完美应用。

  2. 交叉

    • A(男生):85分
    • B(女生):91分
    • 混合平均:88分
    • 画十字:
    <TEXT>
        85   /   (88 - 91) = -3
            \ /
             88
            / \
        91   \   (85 - 88) = -3
    
    • 注意:这里出现了负数,但取绝对值即可。权重之比(男:女) = |88-91| : |85-88| = 3 : 3 = 1 : 1。
    • 这意味着男女生人数之比为1:1。
  3. 求解:已知男生20人,所以女生也是20人。

答:女生有20人。

四、总结与注意事项

  1. 优点:交叉法最大的优势是直观、快捷,避免了设立多元方程组的复杂过程,大大节省了考试时间。
  2. 本质:一定要明白它的本质是加权平均,千万不要死记硬背图形。理解了推导过程,任何时候都能自己推导出来。
  3. 关键找准权重!在浓度问题中,权重通常是质量或体积;在价格问题中,权重是数量;在平均分问题中,权重是人数
  4. 陷阱:交叉减法得出的比值是 A的权重 : B的权重,顺序要和你在十字左上角和左下角填写的A、B值的顺序一致。