Алексей и Вадим, обучающиеся на первом курсе химического факультета, проводят эксперимент по измерению количества

Алексей и Вадим, обучающиеся на первом курсе химического факультета, проводят эксперимент по измерению количества испарившейся воды из солевого раствора. В первом сосуде содержится 32 кг солевого раствора, а во втором сосуде — 5 кг. Студенты определили, что при испарении воды процентное содержание соли в первом сосуде увеличилось в n раз, а во втором сосуде — в m раз. Найдите максимальное количество испарившейся воды из обоих сосудов, при условии, что произведение mn равно 10.
Sverkayuschiy_Gnom_5877

Sverkayuschiy_Gnom_5877

Для решения данной задачи нам необходимо воспользоваться принципом сохранения массы.

Обозначим количество испарившейся воды из первого сосуда как x кг, а из второго сосуда как y кг.

Из условия задачи известно, что общее количество соли в системе остается неизменным. Так как из первого сосуда испаряется вода, а соль остается, то количество соли в первом сосуде увеличивается в n раз. Изначально в первом сосуде содержится 32 кг солевого раствора, поэтому после испарения будет содержаться 32n кг соли.

Аналогично, количество соли во втором сосуде увеличивается в m раз. Следовательно, после испарения во втором сосуде будет содержаться 5m кг соли.

Поскольку общее количество соли в системе не изменяется, мы можем записать следующее уравнение:

32n+5m=37

Также из условия задачи известно, что произведение mn равно некоторому числу. Обозначим это число как k. То есть, mn=k.

Нам нужно найти максимальное количество испарившейся воды из обоих сосудов, то есть максимальное значение для x+y. Обозначим это максимальное значение как S.

Теперь мы можем сформулировать задачу в виде математической задачи оптимизации:

S=x+ymax
32n+5m=37
mn=k

Для решения этой задачи воспользуемся методом подстановки.

Из уравнения mn=k можем выразить одну переменную через другую:

m=kn

Подставим это выражение в уравнение 32n+5m=37:

32n+5kn=37

Упростим это уравнение:

32n2+5k=37n

32n237n+5k=0

Теперь у нас есть квадратное уравнение относительно переменной n. Решим его с помощью формулы дискриминанта:

n=b±b24ac2a

В данном случае a=32, b=37, c=5k.

n=(37)±(37)24325k232

n=37±1369640k64

Мы получили два значения для n. Рассмотрим каждое из них отдельно.

1. Пусть n1=37+1369640k64

Для этого значения n найдем соответствующие значения m и произведение mn:
m1=kn1
mn=n1m1

2. Пусть n2=371369640k64

Для этого значения n найдем соответствующие значения m и произведение mn:
m2=kn2
mn=n2m2

Теперь для каждой пары значений n и m найдем соответствующие значения x и y:
x=32(n)=32n1или32n2
y=5(m)=5m1или5m2

Наконец, найдем значения x+y для каждой пары значений n и m:
S1=x+y=32n1+5m1
S2=x+y=32n2+5m2

Среди значений S1 и S2 выберем максимальное значение. Это и будет максимальное количество испарившейся воды из обоих сосудов при заданных условиях.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello