Для решения задачи обозначим неизвестные величины:
- ( x ) — масса 6-процентного раствора (в кг),
- ( y ) — масса 74-процентного раствора (в кг).
Сначала рассмотрим первый случай, когда добавляют 10 кг воды:
- Общее количество кислоты в 6-процентном растворе: ( 0.06x ).
- Общее количество кислоты в 74-процентном растворе: ( 0.74y ).
- После добавления 10 кг воды общее количество смеси: ( x + y + 10 ) кг.
- Концентрация кислоты в полученной смеси: 19%.
Составим уравнение для первого случая:
[
0.06x + 0.74y = 0.19(x + y + 10)
]
Теперь рассмотрим второй случай, когда добавляют 10 кг 50-процентного раствора:
- Общее количество кислоты в 50-процентном растворе (10 кг): ( 0.5 \times 10 = 5 ) кг.
- Общее количество смеси: ( x + y + 10 ) кг.
- Концентрация кислоты в новой смеси: 24%.
Составим уравнение для второго случая:
[
0.06x + 0.74y + 5 = 0.24(x + y + 10)
]
Теперь у нас есть система из двух уравнений:
- ( 0.06x + 0.74y = 0.19(x + y + 10) )
- ( 0.06x + 0.74y + 5 = 0.24(x + y + 10) )
Упростим первое уравнение:
[
0.06x + 0.74y = 0.19x + 0.19y + 1.9
]
[
0.74y - 0.19y = 0.19x - 0.06x + 1.9
]
[
0.55y = 0.13x + 1.9
]
Теперь упростим второе уравнение:
[
0.06x + 0.74y + 5 = 0.24x + 0.24y + 2.4
]
[
0.74y - 0.24y = 0.24x - 0.06x - 2.6
]
[
0.5y = 0.18x - 2.6
]
Теперь у нас есть система двух упрощенных уравнений:
- ( 0.55y = 0.13x + 1.9 )
- ( 0.5y = 0.18x - 2.6 )
Решим эту систему:
Из первого уравнения выразим ( y ):
[
y = \frac{0.13x + 1.9}{0.55}
]
Подставим это выражение во второе уравнение:
[
0.5 \left(\frac{0.13x + 1.9}{0.55}\right) = 0.18x - 2.6
]
Упростим:
[
\frac{0.065x + 0.95}{0.55} = 0.18x - 2.6
]
Умножим обе стороны на 0.55:
[
0.065x + 0.95 = 0.099x - 1.43
]
Переносим все слагаемые с ( x ) в одну сторону, а числа — в другую:
[
0.95 + 1.43 = 0.099x - 0.065x
]
[
2.38 = 0.034x
]
Найдем ( x ):
[
x = \frac{2.38}{0.034} \approx 70
]
Таким образом, для получения смеси использовали 70 кг 6-процентного раствора.