Обозначим:
- возраст художника как \( H \),
- средний возраст учеников как \( A \),
- количество учеников как \( n \).
Из условия задачи у нас есть следующие уравнения:
- \( H = A + 50 \) (возраст художника на 50 лет больше среднего возраста учеников)
- \( H = \frac{H + nA}{n + 1} + 40 \) (возраст художника на 40 лет больше среднего возраста себя и учеников вместе)
Решим второе уравнение. Умножим обе стороны на \( n + 1 \):
\[ H(n + 1) = H + nA + 40(n + 1) \]
Раскроем скобки:
\[ Hn + H = H + nA + 40n + 40 \]
Упростим, вычтя \( H \) из обеих сторон:
\[ Hn = nA + 40n + 40 \]
Теперь подставим \( H \) из первого уравнения \( H = A + 50 \):
\[ (A + 50)n = nA + 40n + 40 \]
Раскроем скобки:
\[ An + 50n = nA + 40n + 40 \]
Упрощаем уравнение:
\[ 50n = 40n + 40 \]
Вычтем \( 40n \) из обеих сторон:
\[ 10n = 40 \]
Теперь поделим обе стороны на 10:
\[ n = 4 \]
Таким образом, количество учеников у старого художника равно 4.