Python을 사용하여 수학 혼합 문제 풀기

Jan 12 2023
혼합물에 대한 수학 문제를 발견했고 Python과 플롯을 사용하여 솔루션을 설명하는 방법에 대해 생각하고 있었습니다. 문제는 기름과 물이 혼합된 20갤런의 탱크가 주어졌다는 것입니다.
작성자의 이미지

혼합물에 대한 수학 문제를 발견했고 Python과 플롯을 사용하여 솔루션을 설명하는 방법에 대해 생각하고 있었습니다. 문제는:

기름과 물이 혼합된 20갤런의 탱크가 제공됩니다. 기름의 비율은 40%입니다. 조성물을 25% 오일로 희석하기 위해 물을 첨가하였다.
a) 희석된 혼합물의 총 중량은 얼마인가?
b) 물을 얼마나 넣었습니까?

문제를 해결하기 위해 먼저 알려진 것을 적어 봅시다.

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

orig_mix_weight = 20       # 20 gallons of original mixture
orig_mix_oil_per = 0.4     # percentage of oil in the original mixture
diluted_mix_oil_per = 0.25 # percentage of oil in the diluted mixture

# percentage of water in the original mixture
orig_mix_water_per = 1 - orig_mix_oil_per
orig_mix_water_per
0.6

water, oil = 10, 9  # Assume 10 represents water and 9 oil in the matrix

# create an array with water and oil as elements in the proportion
orig_mix = np.random.choice([water, oil],
                           size=(orig_mix_weight,),
                           p=[orig_mix_water_per, orig_mix_oil_per]) # probability
orig_mix = orig_mix.reshape(5, 4) # make it a 5x4 matrix for visualization
orig_mix

      
                
Image by author

[m,n] = np.shape(orig_mix)

plt.figure()
plt.imshow(orig_mix, alpha=0.8, cmap='Reds')
plt.xticks(np.arange(n))
plt.yticks(np.arange(m))
plt.title('Original Solution')
plt.show()

      
                
Image by author

orig_mix_oil_weight = orig_mix_weight * orig_mix_oil_per
orig_mix_oil_weight # weight of oil in original mixture
8.0
diluted_mix_oil_weight = orig_mix_oil_weight
diluted_mix_oil_weight # weight of oil in diluted mixture
8.0

diluted_mix_alcohol_per = 0.25
diluted_mix_weight = 1 / diluted_mix_oil_per * diluted_mix_oil_weight
diluted_mix_weight
32.0

diluted_mix_water_per = 1- diluted_mix_alcohol_per

diluted_mix = np.random.choice([water, oil],
                           size=(int(diluted_mix_weight),),
                               p=[diluted_mix_water_per, diluted_mix_alcohol_per])
diluted_mix = diluted_mix.reshape(8, 4) # make it a 5x4 matrix for visualization

[m,n] = np.shape(diluted_mix)

plt.figure()
plt.imshow(diluted_mix, alpha=0.8, cmap='Reds')
plt.xticks(np.arange(n))
plt.yticks(np.arange(m))
plt.title('Diluted Solution')
plt.show()

      
                
Image by author

diluted_mix_weight - orig_mix_weight
12.0