Вводное замечание: мы подразумеваем, что молока и чая в стаканах одинаковое количество.
Решать эту задачу можно многими способами: от экспериментального (чтобы не возиться с необходимостью применения спецаппаратуры для определения концентрации вещества, с чистой совестью молоко и чай можно заменить на соль и песок - только работать не с объёмными частями, а с массовыми) и до алгебраического. Красиво задача решается с помощью метода математической индукции:
Состояние 1: в стакане с чаем ноль молока, в стакане с молоком ноль чая. Количество чая в молоке равно количеству молока в чае? Равно.
Состояние 2 (полезно иногда довести до абсурда - стакан молока выливаем в чай, размешиваем, и стакан полученной смеси выливаем в молочный стакан): в "чайном" стакане - половина молока, в "молочном" стакане - половина чая. Количество чая в молоке опять же равно количеству молока в чае? Равно.
Вывод: если исходные количества жидкостей равны, то вне зависимости от того, каким количеством жидкости мы оперировали, концентрация "привнесённых" жидкостей в смесях будет одинаковой.
Проверим?
С точность "плюс-минус" полагаю, что в стакане - 21 ложка.
(Дальше для сокращения записи слово "ложка" опускаю, ЧС - "чайный" стакан, МС - "молочный" стакан).
Исходное состояние: ЧС - 21 чая, 0 молока = всего 21; МС - 0 чая, 21 молока = всего 21.
Переливаем 3 ложки:
1-й перелив (из МС 3 молока в ЧС) - состояние: ЧС - 21 чая, 3 молока = всего 24; МС - 0 чая, 18 молока = всего 18.
Состояние МС понятно. Рассчитаем концентрацию жидкостей в ЧС: 21/24 для чая и 3/24 для молока. Сократив на 3, получим 7/8 и 1/8, или 0,875 для чая и 0,125 для молока.
2-й перелив (из ЧС 3 смеси в МС, то есть 3х0,875=2,625 чая и 3х0,125=0,375 молока) - состояние: ЧС - 21-2,625=18,375 чая и 3-0,375=2,625 молока; МС - 0+2,625=2,625 чая и 18+0,375=18,375 молока.
Количества молока в "чае" и чая в "молоке" равны? Равны.
Переливаем 4 ложки:
1-й перелив (из МС 4 в ЧС) - состояние: ЧС - 21 чая, 4 молока = всего 25; МС - 0 чая, 17 молока = всего 17.
Концентрации в ЧС: 21/25 для чая и 4/25 для молока, или 0,84 и 0,16 соответственно.
2-й перелив (из ЧС 4х0,84=3,36 чая и 4х0,16=0,64 молока в МС) - состояние: ЧС - 21-3,36=18,64 чая и 4-0,64=3,36 молока; МС - 0+3,36=3,36 чая и 17+0,64=17,64 молока.
Количества молока в "чае" и чая в "молоке" равны? Равны.
Исходное состояние - количества чая в молоке и молока в чае равны.
Для n=3 - равны.
Для n+1=4 - равны.
Необходимое и достаточное условия для применения математической индукции выполнены? Выполнены.
Итак, вывод, который я изложил в четвёртом абзаце, доказан.
Dixi !
Добавить комментарий