Давайте разберем задачу step by step.
Обозначим:
- возраст художника как \( H \),
- средний возраст учеников как \( S \),
- количество учеников как \( N \).
Из условия задачи у нас есть два уравнения:
- \( H = S + 50 \) (возраст художника на 50 лет больше среднего возраста учеников).
- \( H = \frac{H + N \cdot S}{N + 1} + 40 \) (возраст художника на 40 лет больше среднего возраста себя и учеников вместе).
Давайте подставим первое уравнение во второе:
\[ S + 50 = \frac{S + 50 + N \cdot S}{N + 1} + 40 \]
Преобразуем уравнение:
\[ S + 50 - 40 = \frac{S + 50 + N \cdot S}{N + 1} \]
Это упрощается до:
\[ S + 10 = \frac{S + 50 + N \cdot S}{N + 1} \]
Теперь умножим обе стороны на \( N + 1 \):
\[ (S + 10)(N + 1) = S + 50 + N \cdot S \]
Раскроем скобки:
\[ SN + 10N + S + 10 = S + 50 + NS \]
Теперь упростим это уравнение:
\[ 10N + 10 = 50 \]
Переместим 10 в другую сторону:
\[ 10N = 40 \]
Теперь решим для \( N \):
\[ N = 4 \]
Таким образом, у старого художника 4 ученика.