Math Problem Statement
二次方程式の問題 3つの容器X,Y,Zがあり、Xにはx%の食塩水が500g、Yにはy%の食洗水が300g、Zには水が40g入っている。Xから食塩水100gをYに入れてよくかき混ぜた後、Yから食塩水120gを取り出してXに入れるとXとYに含まれる食塩の量が等しくなる。また、Xから取り出したX%の食塩水10xgとYから取り出したy%の食塩水10ygをZに入れてよくかきませると8%の食塩水になる。x,xyの値を求めよ。
Solution
この問題では、二次方程式を用いて、XおよびYの食塩濃度 と の値を求めます。以下はこの問題の解法のステップです。
ステップ1:変数の設定
- 容器Xには の食塩水が500gあるので、容器Xに含まれる食塩の量は
- 容器Yには の食塩水が300gあるので、容器Yに含まれる食塩の量は
ステップ2:XからYに食塩水を移動
- 容器Xから食塩水100gをYに移すので、容器Xに残る食塩水の量は 。 Xから移す食塩の量は
- 移動後、Yに移された食塩の量 を加えるので、Yの総食塩量は また、Yの総重量は になります。
ステップ3:YからXに食塩水を戻す
- Yから120gの食塩水をXに戻すと、Yの食塩濃度は よって、Yから戻される食塩の量は
- これをXに戻すので、Xの食塩の総量は
ステップ4:食塩の量が等しくなる条件
この時点で、XとYの食塩の量が等しくなるという条件を使います。食塩の量が等しいという条件から、次の方程式が成り立ちます:
これを整理して方程式を解きます。まず両辺に をかけて分数を無くします:
さらに展開・整理して、二次方程式を作ります。
ステップ5:Zに入れる食塩水の条件
もう一つの条件として、Xから取り出した とYから取り出した をZに入れた結果、8%の食塩水になるという条件が与えられています。この条件を元に、もう1つの方程式を作成し、二つの連立方程式を解きます。
これらの計算により、 および の値を求めることが可能です。計算に進みますか?
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Math Problem Analysis
Mathematical Concepts
Algebra
Systems of Equations
Concentration of Solutions
Formulas
Concentration of Solution: (mass of solute / total mass) * 100
Mass balance equations for X and Y
Quadratic equations derived from system of concentrations
Theorems
Law of Mass Conservation
Quadratic Equation
Suitable Grade Level
Grades 10-12
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