Для решения задачи введем переменные:
- \( x \) — количество 15-тонных вагонов,
- \( y \) — количество 20-тонных вагонов,
- \( z \) — количество 25-тонных вагонов.
У нас есть два уравнения:
Уравнение по количеству вагонов: \[ x + y + z = 27 \]
Уравнение по общему весу угля (420 тонн): \[ 15x + 20y + 25z = 420 \]
Теперь у нас есть система уравнений:
\[ \begin{cases} x + y + z = 27 \\ 15x + 20y + 25z = 420 \end{cases} \]
Мы можем упростить второе уравнение, разделив его на 5: \[ 3x + 4y + 5z = 84 \]
Теперь у нас есть система из двух уравнений:
\[ \begin{cases} x + y + z = 27 \quad (1) \\ 3x + 4y + 5z = 84 \quad (2) \end{cases} \]
Теперь выразим \( z \) из первого уравнения: \[ z = 27 - x - y \]
Подставим \( z \) во второе уравнение: \[ 3x + 4y + 5(27 - x - y) = 84 \]
Упростим это уравнение: \[ 3x + 4y + 135 - 5x - 5y = 84 \] \[ -2x - y + 135 = 84 \] \[ -2x - y = 84 - 135 \] \[ -2x - y = -51 \] \[ 2x + y = 51 \quad (3) \]
Теперь у нас есть система из двух уравнений (1) и (3): \[ \begin{cases} x + y + z = 27 \quad (1) \\ 2x + y = 51 \quad (3) \end{cases} \]
Теперь выразим \( y \) из (3): \[ y = 51 - 2x \]
Подставим это значение в (1): \[ x + (51 - 2x) + z = 27 \] \[ x + 51 - 2x + z = 27 \] \[ -z - x + 51 = 27 \] \[ -z - x = 27 - 51 \] \[ -x - z = -24 \] \[ x + z = 24 \quad (4) \]
Теперь мы имеем систему из двух уравнений (3) и (4): \[ \begin{cases} 2x + y = 51 \quad (3) \\ x + z = 24 \quad (4) \end{cases} \]
Теперь выразим \( z \) из (4): \[ z = 24 - x \]
И подставим в (1): \[ x + y + (24 - x) = 27 \] \[ y + 24 = 27 \] \[ y = 3 \]
Теперь подставим \( y \) в уравнение (3) для нахождения \( x \): \[ 2x + 3 = 51 \] \[ 2x = 48 \] \[ x = 24 \]
Теперь подставим найденные значения \( x \) и \( y \) в (4) для нахождения \( z \): \[ z = 24 - 24 = 0 \]
Таким образом, мы имеем:
- \( x = 24 \) (количество 15-тонных вагонов),
- \( y = 3 \) (количество 20-тонных вагонов),
- \( z = 0 \) (количество 25-тонных вагонов).
Итак, на станции 24 вагона по 15 тонн и 3 вагона по 20 тонн, и не было вагонов по 25 тонн.