Давайте разберёмся с задачей шаг за шагом.
Обозначим:
- возраст художника — \( H \)
- количество учеников — \( n \)
- средний возраст учеников — \( S \)
Согласно условию задачи, у нас есть два ключевых утверждения:
Возраст художника на 50 лет больше среднего возраста учеников: \[ H = S + 50 \]
Возраст художника на 40 лет больше среднего возраста себя и учеников вместе. Средний возраст художника и учеников можно выразить так: \[ \text{Средний возраст художника и учеников} = \frac{H + nS}{n + 1} \] Соответственно, второе утверждение можно записать как: \[ H = \frac{H + nS}{n + 1} + 40 \]
Теперь подставим значение \( H \) из первого уравнения во второе: \[ S + 50 = \frac{(S + 50) + nS}{n + 1} + 40 \]
Упростим уравнение:
Умножим обе стороны на \( n + 1 \): \[ (S + 50)(n + 1) = (S + 50) + nS + 40(n + 1) \]
Раскроем скобки: \[ Sn + S + 50n + 50 = S + 50 + nS + 40n + 40 \]
Упрощаем это уравнение: \[ Sn + 50n = nS + 40n + 40 \] Выразим все с одной стороны: \[ Sn + 50n - nS - 40n - 40 = 0 \] Это даёт: \[ 10n - 40 = 0 \] Отсюда: \[ 10n = 40 \quad \Rightarrow \quad n = 4 \]
Таким образом, старый художник имеет 4 ученика.