Подробные решения, методы, термины и примеры для подготовки к экзаменам
📚 Основные понятия и определения
🔑 Ключевые термины:
10% = 0.10, 25% = 0.25, 5% = 0.05, 100% = 1.00
Тип 1 Смешивание равных количеств
Характерный признак: "с таким же количеством", "равные объёмы", "одинаковые массы"
📖 Пошаговое решение:
Пусть масса каждого раствора = \( m \) кг (можно брать любую букву)
Во втором растворе (16%): \( 0.16 \times m = 0.16m \) кг
Концентрация смеси = среднее арифметическое концентраций:
\( \dfrac{18\% + 16\%}{2} = \dfrac{34\%}{2} = 17\% \)
Например, если смешать 1 кг 10% раствора и 9 кг 20% раствора, среднее было бы 15%, но правильный ответ ≈ 19%!
Тип 2 Смешивание разных количеств
Характерный признак: заданы конкретные массы или объёмы
📖 Пошаговое решение:
Во втором растворе (12 л × 40%): \( 12 \times 0.40 = 4.8 \) кг
Примечание: в задачах часто "литры" и "килограммы" используются как взаимозаменяемые, если плотность ≈ 1 г/мл
Затем: \( 0.34 \times 100\% = 34\% \)
\( p = \dfrac{m_1 \cdot p_1 + m_2 \cdot p_2}{m_1 + m_2} \times 100\% \)
где \( m_1, m_2 \) — массы растворов, \( p_1, p_2 \) — их концентрации (в долях)
В нашем примере: 10% < 34% < 40% ✓
Тип 3 Найти массы компонентов (задачи на сплавы)
Характерный признак: известны концентрации и масса смеси, нужно найти массы компонентов
📖 Пошаговое решение:
Тогда масса второго сплава = \( (250 - x) \) кг (потому что общая масса 250 кг)
Во втором сплаве: \( 0.25 \times (250 - x) = 62.5 - 0.25x \) кг
\( 0.05x + (62.5 - 0.25x) = 50 \)
2) Складываем x: \( -0.20x + 62.5 = 50 \)
3) Переносим 62.5: \( -0.20x = 50 - 62.5 = -12.5 \)
4) Делим на -0.20: \( x = \dfrac{-12.5}{-0.20} = 62.5 \) кг
Второй сплав: \( 250 - 62.5 = 187.5 \) кг
20%
25% → │20 - 5│ = 15 частей
Соотношение: 5:15 = 1:3
Всего 4 части = 250 кг → 1 часть = 62.5 кг
Первый (5%): 1 часть = 62.5 кг
Второй (25%): 3 части = 187.5 кг
Разница: 187.5 - 62.5 = 125 кг
Тип 4 Задачи на сушку (испарение воды)
Характерный признак: меняется только вода, сухое вещество постоянно
📖 Пошаговое решение:
ВАЖНО: При сушке испаряется только вода, масса сухого вещества НЕ меняется!
Масса сухого вещества = \( 60 \times 0.95 = 57 \) кг
Но сухого вещества тоже 57 кг (оно не изменилось!)
Сухое вещество в винограде: \( 0.10 \times x = 0.10x \) кг
Это равно сухому веществу в изюме: \( 0.10x = 57 \)
Из 570 кг винограда:
- Сухого вещества: \( 570 \times 0.10 = 57 \) кг
- После сушки в изюме 5% воды: \( 60 \times 0.05 = 3 \) кг воды
- Испарилось воды: \( 513 - 3 = 510 \) кг
- Масса изюма: \( 57 + 3 = 60 \) кг ✓
\( m_{\text{исх}} \times (1 - W_{\text{исх}}) = m_{\text{кон}} \times (1 - W_{\text{кон}}) \)
где \( W \) — доля воды (в долях)
Тип 5 Два условия смешивания (система уравнений)
Характерный признак: описаны два разных способа смешивания
📖 Пошаговое решение:
Пусть масса 26%-ного раствора = \( y \) кг
Смесь: \( x \) кг (8%) + \( y \) кг (26%) + 10 кг воды
Общая масса: \( x + y + 10 \) кг
Концентрация 16%: \( \dfrac{0.08x + 0.26y}{x + y + 10} = 0.16 \)
Умножаем на знаменатель:
\( 0.08x + 0.26y = 0.16x + 0.16y + 1.6 \)
Переносим всё влево:
\( -0.08x + 0.10y = 1.6 \) ... (1)
Смесь: \( x \) кг (8%) + \( y \) кг (26%) + 10 кг 50% раствора
Общая масса: \( x + y + 10 \) кг (те же 10 кг)
Концентрация 20%: \( \dfrac{0.08x + 0.26y + 5}{x + y + 10} = 0.20 \)
Умножаем на знаменатель:
\( 0.08x + 0.26y + 5 = 0.20x + 0.20y + 2 \)
Переносим всё влево:
\( -0.12x + 0.06y = -3 \) ... (2)
Имеем систему:
Умножим оба уравнения на 100, чтобы избавиться от десятичных:
Поделим первое на 2, второе на 6:
Из второго уравнения выражаем \( y \):
Подставляем в первое:
\( -4x + 10x - 250 = 80 \)
\( 6x - 250 = 80 \)
\( 6x = 330 \)
\( x = 55 \) кг
Найдём \( y \): \( y = 2 \times 55 - 50 = 110 - 50 = 60 \) кг
Проверка первого условия:
Масса: \( 55 + 60 + 10 = 125 \) кг
Концентрация: \( 20/125 = 0.16 = 16\% \) ✓
Проверка второго условия:
Масса: \( 55 + 60 + 10 = 125 \) кг
Концентрация: \( 25/125 = 0.20 = 20\% \) ✓
📝 Универсальный алгоритм решения ЛЮБОЙ задачи
Вещество не исчезает и не появляется из ниоткуда при смешивании.
💪 Практикум - ВСЕ 22 задачи
Пусть масса каждого раствора = m кг
Масса вещества: 0.18m + 0.16m = 0.34m кг
Общая масса: m + m = 2m кг
Концентрация: (0.34m / 2m) × 100% = 17%
✅ Ответ: 17%
Среднее арифметическое: (15% + 19%) ÷ 2 = 34% ÷ 2 = 17%
✅ Ответ: 17%
Среднее арифметическое: (13% + 17%) ÷ 2 = 30% ÷ 2 = 15%
✅ Ответ: 15%
Среднее арифметическое: (20% + 16%) ÷ 2 = 36% ÷ 2 = 18%
✅ Ответ: 18%
Вещество в первом: 3 × 0.10 = 0.3 л
Вещество во втором: 12 × 0.40 = 4.8 л
Всего вещества: 0.3 + 4.8 = 5.1 л
Общий объём: 3 + 12 = 15 л
Концентрация: (5.1 / 15) × 100% = 34%
✅ Ответ: 34%
Вещество в первом: 4 × 0.15 = 0.6 л
Вещество во втором: 6 × 0.25 = 1.5 л
Всего вещества: 0.6 + 1.5 = 2.1 л
Общий объём: 4 + 6 = 10 л
Концентрация: (2.1 / 10) × 100% = 21%
✅ Ответ: 21%
Пусть масса первого = x кг, тогда второго = (250 - x) кг
Уравнение: 0.05x + 0.25(250 - x) = 0.20 × 250
0.05x + 62.5 - 0.25x = 50
-0.20x = -12.5
x = 62.5 кг (первый)
Второй: 250 - 62.5 = 187.5 кг
Разница: 187.5 - 62.5 = 125 кг
✅ Ответ: на 125 кг
Пусть масса первого = x кг, тогда второго = x + 10 кг
Уравнение: 0.05x + 0.14(x + 10) = 0.10(2x + 10)
0.05x + 0.14x + 1.4 = 0.20x + 1
0.19x + 1.4 = 0.20x + 1
0.01x = 0.4
x = 40 кг (первый)
Второй: 40 + 10 = 50 кг
Третий: 40 + 50 = 90 кг
✅ Ответ: 90 кг
Правило смешения ("крест"):
5% → (30 - 25) = 5 частей
25%
30% → (25 - 5) = 20 частей
Соотношение: 5:20 = 1:4
Всего частей: 5
Масса первого: (1/5) × 125 = 25 кг
Масса второго: (4/5) × 125 = 100 кг
Разница: 100 - 25 = 75 кг
✅ Ответ: на 75 кг
Пусть масса первого = x кг, тогда второго = x + 5 кг
Уравнение: 0.05x + 0.14(x + 5) = 0.12(2x + 5)
0.05x + 0.14x + 0.7 = 0.24x + 0.6
0.19x + 0.7 = 0.24x + 0.6
0.05x = 0.1
x = 2 кг (первый)
Третий: 2x + 5 = 2×2 + 5 = 9 кг
✅ Ответ: 9 кг
Пусть масса первого = x кг, тогда второго = x + 8 кг
Уравнение: 0.05x + 0.14(x + 8) = 0.11(2x + 8)
0.05x + 0.14x + 1.12 = 0.22x + 0.88
0.19x + 1.12 = 0.22x + 0.88
0.03x = 0.24
x = 8 кг (первый)
Третий: 2x + 8 = 2×8 + 8 = 24 кг
✅ Ответ: 24 кг
В изюме 5% воды → 95% сухого вещества
Сухого вещества в 60 кг изюма: 60 × 0.95 = 57 кг
В винограде 90% воды → 10% сухого вещества
Пусть масса винограда = x кг
Уравнение: 0.10x = 57
x = 57 ÷ 0.10 = 570 кг
✅ Ответ: 570 кг
В сушёных грибах 20% воды → 80% сухого вещества
Сухого вещества в 5 кг сушёных: 5 × 0.80 = 4 кг
В свежих грибах 90% воды → 10% сухого вещества
Пусть масса свежих грибов = x кг
Уравнение: 0.10x = 4
x = 4 ÷ 0.10 = 40 кг
✅ Ответ: 40 кг
Пусть концентрация в первом = x, во втором = y (в долях)
Система уравнений:
1) 60x + 20y = 0.76 × 80 = 60.8
2) x + y = 2 × 0.82 = 1.64
Из (2): y = 1.64 - x
Подставляем в (1): 60x + 20(1.64 - x) = 60.8
60x + 32.8 - 20x = 60.8
40x = 28
x = 0.7 (70%)
Кислоты в первом: 60 × 0.7 = 42 кг
✅ Ответ: 42 кг
Пусть масса 8% раствора = x кг, 26% раствора = y кг
Система уравнений:
1) 0.08x + 0.26y = 0.16(x + y + 10)
2) 0.08x + 0.26y + 5 = 0.20(x + y + 10)
Решаем систему: x = 55 кг, y = 60 кг
✅ Ответ: 55 кг
Пусть масса 45% раствора = x кг, 97% раствора = y кг
Система уравнений:
1) 0.45x + 0.97y = 0.62(x + y + 10)
2) 0.45x + 0.97y + 5 = 0.72(x + y + 10)
Решаем систему: x = 15 кг, y = 25 кг
✅ Ответ: 15 кг
Пусть масса 54% раствора = x кг, 61% раствора = y кг
Система уравнений:
1) 0.54x + 0.61y = 0.46(x + y + 10)
2) 0.54x + 0.61y + 5 = 0.56(x + y + 10)
Решаем систему: x = 20 кг, y = 20 кг
✅ Ответ: 20 кг
Пусть масса 29% раствора = x кг, 33% раствора = y кг
Система уравнений:
1) 0.29x + 0.33y = 0.19(x + y + 10)
2) 0.29x + 0.33y + 5 = 0.39(x + y + 10)
Решаем систему: x = 5 кг, y = 10 кг
✅ Ответ: 5 кг
Пусть масса 40% раствора = x кг, 90% раствора = y кг
Система уравнений:
1) 0.40x + 0.90y = 0.62(x + y + 10)
2) 0.40x + 0.90y + 5 = 0.72(x + y + 10)
Решаем систему: x = 10 кг, y = 30 кг
✅ Ответ: 10 кг
Пусть концентрация в первом = x, во втором = y (в долях)
Система уравнений:
1) 50x + 10y = 0.40 × 60 = 24
2) x + y = 2 × 0.52 = 1.04
Из (2): y = 1.04 - x
Подставляем в (1): 50x + 10(1.04 - x) = 24
50x + 10.4 - 10x = 24
40x = 13.6
x = 0.34 (34%)
Кислоты в первом: 50 × 0.34 = 17 кг
✅ Ответ: 17 кг
Пусть масса первого = x кг, тогда второго = x + 7 кг
Уравнение: 0.05x + 0.14(x + 7) = 0.11(2x + 7)
0.05x + 0.14x + 0.98 = 0.22x + 0.77
0.19x + 0.98 = 0.22x + 0.77
0.03x = 0.21
x = 7 кг (первый)
Третий: 2x + 7 = 2×7 + 7 = 21 кг
✅ Ответ: 21 кг
Пусть масса первого = x кг, тогда второго = 150 - x кг
Уравнение: 0.05x + 0.20(150 - x) = 0.15 × 150
0.05x + 30 - 0.20x = 22.5
-0.15x = -7.5
x = 50 кг (первый)
Второй: 150 - 50 = 100 кг
Первый МЕНЬШЕ на: 100 - 50 = 50 кг
✅ Ответ: 50 кг (первый меньше)
🎯 Методы решения задач (5 основных)
1. Алгебраический метод
Применение: Все типы задач
Суть: Ввод переменных, составление уравнений
Пример: Задачи 7-11, 21-22
2. Правило смешения ("крест")
Применение: Смешивание двух компонентов
Суть: Графическое определение соотношений
Пример: Задачи 1-4, 9
3. Табличный метод
Применение: Сложные задачи с несколькими компонентами
Суть: Систематизация данных в таблице
| Компонент | Масса | Конц. | Вещество |
|---|---|---|---|
| Раствор 1 | x | p₁ | p₁x |
| Раствор 2 | y | p₂ | p₂y |
| Вода | 10 | 0% | 0 |
| Смесь | x+y+10 | p₃ | p₃(x+y+10) |
Пример: Задачи 15-19
4. Принцип сохранения
Применение: Задачи на сушку, испарение
Суть: Масса сухого вещества не меняется
Пример: Задачи 12-13
5. Система уравнений
Применение: Задачи с двумя условиями
Суть: Два условия → два уравнения
Пример: Задачи 14-20
📝 Универсальный алгоритм решения:
1. 10% ≠ 0.01 — правильно: 10% = 0.10
2. Забыли раскрыть скобки — всегда проверяйте: a(b+c) = ab + ac
3. Вода ≠ 0% вещества — вода не содержит вещества, её концентрация = 0%
4. Путаница с массами — масса смеси = сумме масс компонентов
5. Нет проверки — ответ должен быть логичным (например, не может быть отрицательной массы)