試證明一道濃度問題隱藏的數據錯誤

2020-12-21 敬老師愛教育

原題:已知鹽水若干千克,第一次加了一些水後濃度變為9%,第二次加同樣多的水後,濃度變為4.5%。問第3次加同樣多的水後,溶液濃度變為多少?

解題過程:

設第一次加水後溶液共a千克,則溶質為9%a千克;

溶質不變,根據第二次加水後溶液濃度為4.5%,計算出溶液總質量為9%a÷4.5%=2a(千克),則添加的水為2a-a=a(千克);

溶質不變,第3次加同樣多的水a千克,溶液濃度變為9%a÷3a=3%。

貌似這個題目就這樣解決了,而經過下面進行分析可以發現數據出現了矛盾。

第一次加水後,鹽水共a千克,鹽為0.09a千克,則水為0.91a千克;

第二次加水後,根據鹽質量不變為0.09a千克和鹽水濃度為4.5%,得出第二次加水後鹽水共2a千克;第二次加入的水為:2a-a=a(千克);

由題可知第二次與第一次加入的水是同樣多,但這裡出現了第一次加水後水最多為0.91a千克,第二加水量等於a千克的情況,數據矛盾。

為什麼會出現這樣的情況,我們做了如下的證明。

設原有鹽x千克,鹽水y千克,每次加水a千克。(x>0,y>0,a>0)

結論,第n次加水後,溶液濃度應大於第一次加水後濃度的1/n。(n≥2)

我們試著根據這一結論將原題數據進行修改後再驗證,問題得到解決:

原題:已知鹽水若干千克,第一次加了一些水後濃度變為9%,第二次加同樣多的水後,濃度變為4.5%。問第3次加同樣多的水後,溶液濃度變為多少?

原題:已知鹽水若干千克,第一次加了一些水後濃度變為9%,第二次加同樣多的水後,濃度變為6%。問第3次加同樣多的水後,溶液濃度變為多少?

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