Для решения задачи начнем с формулирования известных данных и применим их для определения первоначальной массы раствора. Мы создадим таблицу для удобства.
Данные:
- Концентрация соли в растворе понизилась на 1%.
- Содержится 30 грамм соли.
- Добавили 100 грамм воды.
Обозначения:
- Пусть ( m_0 ) — первоначальная масса раствора.
- Концентрация соли в первоначальном растворе можно выразить как ( C = \frac{30}{m_0} \times 100% ).
Концентрация после добавления воды:
- После добавления 100 г воды масса раствора станет ( m_0 + 100 ) г.
- Новая концентрация будет ( C' = \frac{30}{m_0 + 100} \times 100% ).
- Из условия задачи мы знаем, что ( C' = C - 1% ) или ( \frac{30}{m_0 + 100} = \frac{30}{m_0} - 1% ).
Таким образом, у нас есть два выражения для концентраций, которые мы можем использовать.
Теперь оформим наш расчет в виде таблицы:
| Параметр |
Значение |
| Масса соли |
30 г |
| Масса добавленной воды |
100 г |
| Первоначальная масса раствора |
( m_0 ) |
| Концентрация соли в растворе |
( \frac{30}{m_0} \times 100% ) |
| Концентрация после добавления воды |
( \frac{30}{m_0 + 100} \times 100% ) |
| Изменение концентрации |
1% |
Теперь у нас есть уравнение:
[
\frac{30}{m_0 + 100} = \frac{30}{m_0} - 0.01
]
- Решение уравнения:
- Умножим обе части уравнения на ( m_0(m_0 + 100) ):
[
30m_0 = 30(m_0 + 100) - 0.01 m_0(m_0 + 100)
]
[
30m_0 = 30m_0 + 3000 - 0.01 m_0^2 - 1m_0
]
[
0 = 3000 - 0.01 m_0^2 - 1 m_0
]
Переносим все в одну сторону:
[
0.01 m_0^2 + m_0 - 3000 = 0
]
Теперь умножим на 100, чтобы избавиться от десятичной дроби:
[
m_0^2 + 100m_0 - 300000 = 0
]
- Решаем квадратное уравнение:
[
D = b^2 - 4ac = 100^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-300000) = 10000 + 1200000 = 1210000
]
- Находим корни уравнения с помощью формулы корней квадратного уравнения:
[
m_0 = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-100 \pm \sqrt{1210000}}{2}
]
- Находим значение ( \sqrt{1210000} = 1100 ):
[
m_0 = \frac{-100 + 1100}{2} \quad \text{или} \quad m_0 = \frac{-100 - 1100}{2}
]
[
m_0 = \frac{1000}{2} = 500 \quad \text{(положительное значение)}
]
[
m_0 = \frac{-1200}{2} = -600 \quad \text{(отрицательное значение, отбрасываем)}
]
Таким образом, первоначальная масса раствора ( m_0 = 500 ) грамм.
Ответ: Первоначальная масса раствора составляет 500 грамм.