卡在這題?用 AI 解開它
Algebra · real student question

三種香料各有未知的辣度。每次取其中兩種的平均再加上第三種,三種取法分別得到 35、27 與 25。求三個辣度中最大的一個。

Question

三種香料的辣度分別是 xx、yy 與 zz。每一次取其中兩種的平均,再加上第三種。三種可能的組合分別給出

x+y2+z=35,x+z2+y=27,y+z2+x=25.\frac{x+y}{2}+z=35,\qquad \frac{x+z}{2}+y=27,\qquad \frac{y+z}{2}+x=25.

三個辣度中最大的是多少?

Step-by-step solution

  1. 動手之前先把二分之一去掉。 每一式乘以 22,聯立式就變成整數係數,對稱性也隨之浮現:

    x+y+2z=70,x+2y+z=54,2x+y+z=50.x+y+2z=70,\qquad x+2y+z=54,\qquad 2x+y+z=50.

  2. 善用對稱性:把三式全部相加。 每個變數有一次係數為 22、兩次係數為 11,因此每個變數的總係數都是 44:

    4x+4y+4z=70+54+50=174⟹x+y+z=1744=43.5.4x+4y+4z=70+54+50=174\quad\Longrightarrow\quad x+y+z=\frac{174}{4}=43.5.

    這一個數字就是關鍵 —— 它把三個式子各自變成一行減法。

  3. 把總和從每個乘 2 後的式子裡減掉。 在 x+y+2z=70x+y+2z=70 中,左式恰好是 (x+y+z)+z(x+y+z)+z,所以

    z=70−43.5=26.5.z=70-43.5=26.5.

    同樣的手法用在另外兩式上得到

    y=54−43.5=10.5,x=50−43.5=6.5.y=54-43.5=10.5,\qquad x=50-43.5=6.5.

  4. 驗證原本的三個條件。 取 x=6.5x=6.5、y=10.5y=10.5、z=26.5z=26.5:

    6.5+10.52+26.5=8.5+26.5=35,6.5+26.52+10.5=16.5+10.5=27,\frac{6.5+10.5}{2}+26.5=8.5+26.5=35,\qquad \frac{6.5+26.5}{2}+10.5=16.5+10.5=27,

    10.5+26.52+6.5=18.5+6.5=25.\frac{10.5+26.5}{2}+6.5=18.5+6.5=25.

    三個都吻合。

  5. 挑出最大的辣度。 比較 6.56.5、10.510.5 與 26.526.5,最辣的香料辣度是

    z=26.5=532.z=26.5=\tfrac{53}{2}.

    注意這個結構順手給你的捷徑:最大的辣度一定對應到三個給定總值中最大的那一個,因為 z=(該式乘 2 後的值)−43.5z=(\text{該式乘 2 後的值})-43.5。

Answer

z=26.5 (=532),其中 x=6.5, y=10.5z=26.5\ \left(=\tfrac{53}{2}\right),\quad\text{其中 }x=6.5,\ y=10.5

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