这个计算器能做什么
本工具用来求解经典的"工程问题"(即小学奥数和应用题里常见的"工作量、工作效率、工作时间"三量问题,在日本数学中称为"仕事算")。已知一定数量的工人在一定天数内完成了一定的工作量,要在规定的工期内完成目标工作量,需要多少工人?计算前提是:每位工人的产出恒定且相同,总工作量 = 工人数 × 效率 × 天数。整个推导都是纯粹的算术运算,放在任何地方、任何场景都同样成立。
使用方法
先填写作为参照的基准场景:工人数、工作天数,以及他们完成的工作量(用 1 表示"一整项工程")。再填写目标:需要完成的工作量,以及以天数表示的截止期限。计算器会给出每位工人每天的工作效率、所需工人的精确小数值,以及向上取整后实际可用的整数人数。
公式解析
第一步,从基准场景反推出一位工人每天的产出:\(r = \text{基准工作量} \div (\text{基准工人数} \times \text{基准天数})\)。然后,在目标天数内完成目标工作量所需的工人数为 目标工作量 ÷(r × 目标天数),化简后即为(基准工人数 × 基准天数 × 目标工作量)÷(基准工作量 × 目标天数)。
$$\text{Workers} = \left\lceil \frac{\text{Workers}_0 \cdot \text{Days}_0 \cdot \text{Target Work}}{\text{Work}_0 \cdot \text{Deadline (days)}} \right\rceil$$
由于无法雇用"半个人",最终结果用向上取整(ceiling 函数)处理,以确保仍能在截止日期前完工。
实例演算
基准:5 名工人用 8 天完成了 1 项工程。目标:在 4 天内完成 1 项工程。每人每天的效率为 \(1 \div (5 \times 8) = 0.025\) 个单位。所需工人数 = $$\frac{5 \times 8 \times 1}{1 \times 4} = \frac{40}{4} = 10 \text{ 人}$$ 工期减半,人手刚好翻倍——完全符合预期。
常见问题
为什么要向上取整?如果向下取整,到截止日期工作还没干完,所以实际答案总是向上进位到下一个整数工人数。
什么是"工作单位"?它是衡量工作量多少的无量纲数值——可以是相同任务的件数,也可以直接用 1 表示"一整项工程"。基准和目标必须使用同一种单位。
基准工作量和目标工作量可以不一样吗?可以。基准工作量和目标工作量都能设为任意正数;效率从基准场景中推算得出,再套用到目标场景上。