本节定位:解决“混合问题”的终极武器。无论是浓度、平均数,还是资料分析中的增长率混合,只要涉及“两个部分混合成一个整体”,十字交叉法和线段法都能帮你跳过复杂的方程,直接秒杀答案。

一、方法背景与适用场景

1. 什么是十字交叉法与线段法?

十字交叉法实际上是一种方程计算过程中的简化形式,主要用来解决两者之间的比值混合问题。线段法是十字交叉法的变形,只是换了一种画法,在数轴上更直观。

2. 方法来源

十字交叉法最先是从溶液混合问题(两个部分混合成一个整体)衍生而来。若两种溶液质量分别为 $A$ 与 $B$,浓度分别为 $a$ 与 $b$,混合后浓度为 $r$,由溶质质量不变可得:
$$ A \times a + B \times b = (A+B) \times r \Rightarrow \frac{A}{B} = \frac{r-b}{a-r} $$
即:分母量之比 = 交叉做差之比

3. 适用场景(题型特征)

看到符合 $A \times a + B \times b = (A+B) \times r$ 形式且存在混合的题目:

应用领域对应关系(分母量)
浓度= 溶质 / 溶液(分母是溶液质量)
利润率= 利润 / 成本(分母是成本)
增长率= 增长量 / 基期量(分母是基期量)
平均数= 总数 / 人数(分母是人数)
比重= 部分 / 整体(分母是整体量)

二、常见设问方式

  • “甲乙两队人数之和可能是?”(平均数混合)
  • “购买的足球和篮球的数量之比是多少?”(折扣混合)
  • “则 X 的值为?”(溶液混合)
  • “2022年全年的增长率为?”(资料分析混合增长率)

三、标准操作步骤

步骤1:识别混合模型

确认题目符合“两个部分混合成一个整体”的形式(如:全年=上半年+下半年;进出口额=进口额+出口额)。

步骤2:画线段或十字

  • 线段法口诀:部分写两边,混合写中间,距离与量成反比
  • 十字交叉口诀:整体写中间,部分写左边(大的在上,小的在下),交叉做差,得到分母之比。

步骤3:计算距离差,求反比

线段法 十字交叉法
左距离 $L_1 = |r - a|$
右距离 $L_2 = |r - b|$
$$ \frac{L_1}{L_2} = \frac{B}{A} $$ (距离与分母量成反比
$a \rightarrow |r-b| \rightarrow$ 对应 A 的量
$r$
$b \rightarrow |r-a| \rightarrow$ 对应 B 的量
差之比 = 分母量之比

混合特性(定性秒杀)

  • 居中原则:混合之后的数值一定是在原来两个数值之间($a < r < b$)。
  • 偏大原则:混合之后的数值一定偏向分母量更大那一方的数值。

四、典型例题精讲

题型一:溶液混合

【例1】

将1千克浓度为X的酒精,与2千克浓度为20%的酒精混合后,浓度变为0.6X。则X的值为?
A.50%  B.48%  C.45%  D.40%
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解析

  1. 画线段法
    $X$(1kg)----------- $0.6X$(混合)----------- $20\%$(2kg)
  2. 确定比例
    质量比 = 1 : 2。
    距离比 = 质量反比 = 2 : 1。
  3. 列式计算
    $X$ 到 $0.6X$ 的距离为 $0.4X$(对应 2 份)。
    $20\%$ 到 $0.6X$ 的距离为 $|0.6X - 0.2|$(对应 1 份)。 $$ \frac{0.4X}{|0.6X - 0.2|} = \frac{2}{1} \Rightarrow 0.2X = |0.6X - 0.2| $$
    解得 $X = 0.5$(即 50%)或 $X = 0.25$(即 25%)。
    结合选项,选 A。

答案:A

题型二:平均数混合(求人数)

【例2】

甲队平均分88分,乙队平均分94分,两队总平均分92分。问甲乙两队人数之和可能是?
A.20  B.21  C.23  D.25
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解析

  1. 画线段
    甲(88) ------- 混合(92) ------- 乙(94)
  2. 计算距离
    左距离 $= 92 - 88 = 4$。
    右距离 $= 94 - 92 = 2$。
  3. 推导比例
    距离比 $= 4 : 2 = 2 : 1$。
    人数比(反比)$= 1 : 2$。
  4. 倍数特性
    总人数 $= 1 + 2 = 3$ 份,必须是 3 的倍数。
    选项中只有 21 符合。

答案:B

题型三:动态过程混合

【例3】

输液300毫升(15滴/毫升),前5分钟滴速75滴/分钟,后10分钟滴速调整,剩余235毫升。求调整后的滴速。
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解析

  1. 计算已滴部分
    已滴量 $= (300 - 235) \times 15 = 65 \times 15 = 975$ 滴。
    总时间 $= 5 + 10 = 15$ 分钟。
    混合平均滴速 $= 975 \div 15 = 65$ 滴/分钟。
  2. 画线段法
    前5分钟(75) ------- 混合(65) ------- 后10分钟(x)
  3. 计算比例
    时间比(分母量)$= 5 : 10 = 1 : 2$。
    距离比(反比)$= 2 : 1$。
  4. 求解
    左距离 $= 75 - 65 = 10$(对应 2 份)。
    右距离 $= 10 \div 2 = 5$(对应 1 份)。
    $x = 65 - 5 = 60$ 滴/分钟。

答案:60滴/分钟

题型四:折扣混合

【例4】

足球定价每个80元,篮球定价每个100元。商店分别给予足球25%、篮球20%的折扣,结果共少付22%。问购买的足球和篮球的数量之比是多少?
A.4:5  B.5:6  C.6:5  D.5:4
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解析

  1. 十字交叉求总价之比
    分母量是总定价
    足球 25%与篮球 20% 混合成 22%。
    距离:$|25-22|=3$,$|22-20|=2$。
    距离比 $3:2 \Rightarrow$ 总定价之比(反比)$= 2 : 3$。
  2. 求数量之比
    数量 $= \text{总定价} \div \text{单价}$。
    足球 : 篮球 $= \frac{2}{80} : \frac{3}{100} = \frac{1}{40} : \frac{3}{100} = 5 : 6$。

答案:B

五、与其他方法的对比

方法关系
与方程法十字交叉本质是方程的简化,遇混合问题十字交叉更快,省去列方程解方程的时间。
与资料分析在求混合增长率时,用线段法判定偏向(偏向基期量大的一方),往往能不用计算直接选出答案。

六、易错点与练习建议

常见易错点

  • 分母量找错:利润率的分母是成本(不是售价),增长率的分母是基期量(不是现期量)。
  • 反比忘记倒过来:距离比 2:3,量之比应是 3:2(杠杆原理,距离与量成反比)。
  • 忽略整除性:求人数时,总人数必须是比例之和的倍数。

刷题建议

  • 核心口诀:部分写两边,混合写中间,距离与量成反比。
  • 必练题型:溶液混合、平均数混合、资料分析混合增长率(定性判断)。