Račun podele i mešanja

Razmera nam govori kako su neke količine međusobno raspoređene. U ovoj lekciji videćemo dve česte situacije u kojima nam razmera pomaže.

Sadržaj

Račun podele

Zamislimo da treba da podelimo 10 00010\,000 dinara nagrade između dve osobe tako da jedna dobije dvostruko više od druge. Ne možemo samo da podelimo 10 00010\,000 na dva jednaka dela, jer delovi treba da budu u razmeri 2:12 : 1. To znači da ukupnu nagradu možemo zamisliti kao 33 jednaka dela:

  • prva osoba dobija 22 dela,
  • druga osoba dobija 11 deo.

Prvo pronađemo koliko vredi jedan deo, a zatim izračunamo koliko pripada svakome. To je račun podele.

Podela u datoj razmeri

Podelu izvodimo pomoću koeficijenta kk: jedan deo je k=Na+b+…k = \dfrac{N}{a + b + \dots}, a svaki traženi deo dobijamo množenjem tog koeficijenta odgovarajućim brojem iz razmere.

Podeliti broj 6060 u razmeri 7:37 : 3.

Zbir delova je 7+3=107 + 3 = 10, pa jedan deo iznosi:

k=607+3=6010=6k = \frac{60}{7 + 3} = \frac{60}{10} = 6

Množimo koeficijent sa brojevima iz razmere:

x=7⋅6=42,y=3⋅6=18x = 7 \cdot 6 = 42, \qquad y = 3 \cdot 6 = 18

Provera: 42+18=6042 + 18 = 60. Delovi su 4242 i 1818.

Isto radi i kada se celina deli srazmerno nekim stvarnim veličinama, na primer nagrada srazmerno broju radnih dana (5:4:35 : 4 : 3) ili trošak grejanja srazmerno broju rebara radijatora. Te veličine su samo članovi razmere po kojoj delimo.

Razmera sa razlomcima

Ako je razmera zadata razlomcima, prvo je pretvori u razmeru celih brojeva množenjem sa najmanjim zajedničkim sadržaocem imenilaca, pa tek onda deli.

Podeliti broj 3535 u razmeri 12:15\dfrac{1}{2} : \dfrac{1}{5}.

Množimo oba člana sa NZS(2,5)=10\text{NZS}(2, 5) = 10 da dobijemo cele brojeve:

12:15=(12⋅10):(15⋅10)=5:2\frac{1}{2} : \frac{1}{5} = \left(\frac{1}{2} \cdot 10\right) : \left(\frac{1}{5} \cdot 10\right) = 5 : 2

Sada delimo 3535 u razmeri 5:25 : 2. Zbir delova je 5+2=75 + 2 = 7:

k=357=5k = \frac{35}{7} = 5

x=5⋅5=25,y=2⋅5=10x = 5 \cdot 5 = 25, \qquad y = 2 \cdot 5 = 10

Delovi su 2525 i 1010.

Obrnuto proporcionalna podela

Ako su delovi obrnuto proporcionalni datim brojevima, razmera delova jednaka je razmeri njihovih recipročnih vrednosti. Tu razmeru zatim svedeš na cele brojeve i deliš kao obično.

Podeliti broj 38403840 na delove obrnuto proporcionalne brojevima 77 i 88.

Pošto su delovi obrnuto proporcionalni, uzimamo recipročne vrednosti:

x:y=17:18x : y = \frac{1}{7} : \frac{1}{8}

Množimo sa NZS(7,8)=56\text{NZS}(7, 8) = 56 da dobijemo cele brojeve:

x:y=8:7x : y = 8 : 7

Delimo 38403840 u razmeri 8:78 : 7. Zbir delova je 1515:

k=384015=256k = \frac{3840}{15} = 256

x=8⋅256=2048,y=7⋅256=1792x = 8 \cdot 256 = 2048, \qquad y = 7 \cdot 256 = 1792

Delovi su 20482048 i 17921792.

Vezane razmere

Ponekad je razmera zadata preko više prostih razmera koje dele zajedničku osobu. Tada ih prvo spojiš u jednu produženu razmeru (kao u lekciji o razmerama, izjednačavanjem zajedničkog člana pomoću NZS), pa onda deliš.

Podeliti 42 00042\,000 dinara na četiri osobe tako da je x1:x2=2:3x_1 : x_2 = 2 : 3, x2:x3=4:5x_2 : x_3 = 4 : 5 i x3:x4=6:7x_3 : x_4 = 6 : 7.

Prvo spajamo prve dve razmere preko zajedničkog člana x2x_2. Pošto je NZS(3,4)=12\text{NZS}(3, 4) = 12, dobijamo x1:x2:x3=8:12:15x_1 : x_2 : x_3 = 8 : 12 : 15. Zatim tu razmeru spajamo sa x3:x4=6:7x_3 : x_4 = 6 : 7 preko člana x3x_3, gde je NZS(15,6)=30\text{NZS}(15, 6) = 30:

x1:x2:x3:x4=16:24:30:35x_1 : x_2 : x_3 : x_4 = 16 : 24 : 30 : 35

Zbir delova je 16+24+30+35=10516 + 24 + 30 + 35 = 105, pa je:

k=42 000105=400k = \frac{42\,000}{105} = 400

Množenjem svakog dela sa kk dobijamo:

x1=6 400,x2=9 600,x3=12 000,x4=14 000x_1 = 6\,400, \quad x_2 = 9\,600, \quad x_3 = 12\,000, \quad x_4 = 14\,000

Račun mešanja

Sada zamislimo drugačiju situaciju. Imamo dve vrste kafe:

  • jedna košta 800800 din/kg,
  • druga košta 500500 din/kg.

Želimo da napravimo mešavinu koja košta 600600 din/kg. Pitanje je koliko jedne, a koliko druge kafe treba pomešati. Ovde razmera nije unapred poznata. Moramo je pronaći na osnovu vrednosti koje imaju obe komponente i željene vrednosti mešavine. To je račun mešanja.

Kod podele, dakle, znamo razmeru i tražimo delove. Kod mešanja znamo osobine komponenti i ciljnu vrednost, pa iz njih pronalazimo razmeru. U oba slučaja koristimo istu osnovnu ideju koju smo već naučili: ako znamo razmeru, veličine možemo predstaviti pomoću jednakih delova i koeficijenta proporcionalnosti kk.

Pravilo mešanja za dve komponente

Kod mešanja svaka komponenta ima neku osobinu vv (cenu po jedinici, koncentraciju, finoću, temperaturu) i neku količinu. Ključna ideja je da se ukupna vrednost te osobine ne menja mešanjem. Ako prva komponenta ima osobinu v1v_1 i količinu xx, a druga v2v_2 i količinu yy, mešavina osobine tt zadovoljava:

v1x+v2y=t(x+y)v_1 x + v_2 y = t (x + y)

Kada ovu jednačinu središ, dobiješ razmeru količina. Ona ispada obrnuto proporcionalna udaljenostima osobina od cilja, pa važi kratko pravilo: svaka komponenta se uzima srazmerno tome koliko je osobina druge komponente udaljena od cilja.

x:y=∣t−v2∣:∣v1−t∣x : y = |t - v_2| : |v_1 - t|

Ovo se zgodno pamti kao unakrsno pravilo: cilj upišeš u sredinu, a razlike računaš unakrsno.

10 14 vino 4 soda 6 10 − 4 4 14 − 10 vino : soda = 6 : 4 = 3 : 2

Litar vina košta 1414 dinara, a litar sode 44 dinara. U kojoj razmeri treba pomešati vino i sodu da bi litar špricera koštao 1010 dinara?

Neka je xx količina vina, a yy količina sode. Ukupna cena mora biti ista pre i posle mešanja:

14x+4y=10(x+y)14x + 4y = 10(x + y)

Oslobađamo se zagrade:

14x+4y=10x+10y14x + 4y = 10x + 10y

Grupišemo članove:

14x−10x=10y−4y  ⟹  4x=6y14x - 10x = 10y - 4y \implies 4x = 6y

Izražavamo razmeru i skraćujemo:

xy=64=32  ⟹  x:y=3:2\frac{x}{y} = \frac{6}{4} = \frac{3}{2} \implies x : y = 3 : 2

Do istog rezultata dolazimo i unakrsnim pravilom: vino uzimamo srazmerno ∣10−4∣=6|10 - 4| = 6, a sodu srazmerno ∣14−10∣=4|14 - 10| = 4, što daje 6:4=3:26 : 4 = 3 : 2.

Kada je zadata ukupna količina

Ako je pored osobina zadata i ukupna količina mešavine, prvo pravilom mešanja nađeš razmeru, a zatim tu ukupnu količinu podeliš u toj razmeri (kao u računu podele).

Dve vrste brašna koštaju 0,720,72 i 0,640,64 dinara po kilogramu. Koliko treba uzeti od svake da bi se dobilo 16001600 kg mešavine po ceni 0,700,70 dinara po kilogramu?

Prvo nalazimo razmeru unakrsnim pravilom. Prva vrsta se uzima srazmerno ∣0,70−0,64∣=0,06|0,70 - 0,64| = 0,06, a druga srazmerno ∣0,72−0,70∣=0,02|0,72 - 0,70| = 0,02:

x:y=0,06:0,02=3:1x : y = 0,06 : 0,02 = 3 : 1

Sada delimo 16001600 kg u razmeri 3:13 : 1. Zbir delova je 44, pa je k=16004=400k = \dfrac{1600}{4} = 400:

x=3⋅400=1200,y=1⋅400=400x = 3 \cdot 400 = 1200, \qquad y = 1 \cdot 400 = 400

Treba uzeti 12001200 kg prve i 400400 kg druge vrste brašna.

Voda, više komponenti i drugi slučajevi

Kada se u rastvor dodaje voda, tretiramo je kao komponentu čija je osobina jednaka nuli (voda ne sadrži ni alkohol ni kiselinu). Najsigurnije je tada postaviti jednačinu preko količine čiste materije, koja se dodavanjem vode ne menja.

U izvesnu količinu 80%80\% alkohola dodato je 1212 litara vode i dobijen je 60%60\% alkohol. Kolika je bila prvobitna količina alkohola?

Neka je xx prvobitna količina u litrima. Količina čistog alkohola pre dodavanja vode je 0,80x0,80x. Dodavanjem vode ukupna količina raste na x+12x + 12, ali količina čistog alkohola ostaje ista, pa je sada 0,60(x+12)0,60(x + 12). Izjednačavamo:

0,80x=0,60(x+12)0,80x = 0,60(x + 12)

Množimo sa 100100 da uklonimo decimale:

80x=60x+72080x = 60x + 720

Grupišemo članove i rešavamo:

20x=720  ⟹  x=3620x = 720 \implies x = 36

Prvobitna količina alkohola bila je 3636 litara.