Для решения задачи введем переменные:
- \( x \) — количество вагонов вместимостью 15 тонн,
- \( y \) — количество вагонов вместимостью 20 тонн,
- \( z \) — количество вагонов вместимостью 25 тонн.
У нас есть две системы уравнений:
Общее количество вагонов: \[ x + y + z = 25 \]
Общее количество угля: \[ 15x + 20y + 25z = 420 \]
Теперь можно выразить \( z \) из первого уравнения: \[ z = 25 - x - y \]
Подставим \( z \) во второе уравнение: \[ 15x + 20y + 25(25 - x - y) = 420 \]
Раскроем скобки: \[ 15x + 20y + 625 - 25x - 25y = 420 \]
Соберем подобные члены: \[ -10x - 5y + 625 = 420 \]
Упростим уравнение: \[ -10x - 5y = 420 - 625 \] \[ -10x - 5y = -205 \] \[ 2x + y = 41 \quad (1) \]
Теперь у нас система из двух уравнений:
- \( x + y + z = 25 \)
- \( 2x + y = 41 \)
Подставим выражение из второго уравнения в первое: \[ z = 25 - x - y = 25 - x - (41 - 2x) = 25 - x - 41 + 2x = x - 16 \]
Теперь у нас три уравнения:
- \( z = x - 16 \)
- \( x + y + z = 25 \)
- \( 2x + y = 41 \)
В результате, \( x \) не может быть меньше 16, так как количество вагонов \( z \) не может быть отрицательным.
Попробуем найти целочисленные решения: Подставив \( x = 16 \):
- \( z = 16 - 16 = 0\)
- Подставим в (1): \( 2(16) + y = 41 \) получаем \( y = 41 - 32 = 9 \)
Таким образом, у нас выражения:
- \( x = 16 \)
- \( y = 9 \)
- \( z = 0 \)
Значит, мы имеем:
- 16 вагонов по 15 тонн,
- 9 вагонов по 20 тонн,
- 0 вагонов по 25 тонн.
Проверяем:
- Общее количество: \( 16 + 9 + 0 = 25 \)
- Общее количество угля: \( 16 \cdot 15 + 9 \cdot 20 = 240 + 180 = 420 \) тонн.
Ответ: 16 вагонов по 15 тонн, 9 вагонов по 20 тонн, и 0 вагонов по 25 тонн.
