Имеются три раствора. Первый содержит 80% кислоты и 20% воды, второй-60% соли и 40%воды, третий - по 20%соли и кислоты и 60%воды. Из них необходимо приготовить новый раствор, содержащий 30%воды. Какое наименьшее и какое наибольшее процентное содержание соли может быть в этом новом растворе?
I способ решения
Обозначим за единицу массу нового раствора, х-масса I раствора, у-масса II раствора, z-масса III раствора, х 0, у 0, z 0, тогда по условию х+у+z=1 (1)
В новый раствор входит из I раствора 0,2х воды и 0,8х кислоты,
из II раствора 0,4у воды и 0,6у соли,
из III раствора 0,2z кислоты; 0,6z воды; 0,2z соли.
Масса воды в новом растворе 1*0,3=0,3
Тогда имеем:

Пусть t-содержание соли в новом растворе, тогда t=0,6y+0,2z
Исключим из системы переменную х
2у+4z=1
у= (3) Т.к. , то 1-4z 0; z
t= + 0,2z=0,3(1-4z)+0,2z=0,3-z, где 0 z
t=0,3-z – убывающая функция, значит, наименьшее значение t принимает при z= , а наибольшее значение - при t=0.
t(z=0)=0,3 , p=30%
t(z= )=0,3-0,25=0,05; р=5%
Следовательно, 5% р 30%
II способ решения
Т.к. в новом растворе 30%воды, а во II-м и в III-м соответственно 40% и 60%, то требуемый раствор невозможно получить только из II и III растворов, значит, масса I–го раствора – ненулевая.
Обозначим массу I раствора через 1, массу II раствора- х, массу III раствора-у, х 0 ,у 0.
Тогда масса воды в новом растворе составляет 0,3(1+х+у)=0,2*1+0,4х+0,6у
3(1+х+у)=2+4х+6у x+3у=1 x=1-3у
Т.к. х 0,то 1-3у 0, у
Пусть Р - процентное содержание соли в новом растворе, тогда Р= *100%
Р= *100= = ;
Р= , где 0 .
Р’(у)= ’= =
Т.к. Р’(у) 0 на интервале (0; ) , то функция Р(у) убывает на отрезке [0; ]. Следовательно, наименьшее значение Р(у) достигает в точке Р= ,а наибольшее – в точке Р=0.
Р( ) = = =5, Р(0)=
Итак, 5% р 30%
Ответ: 5%, 30%.
|