Soient 3a, 2a, et a les quantités de liquide respectives en litre contenues dans les trois vases. Le prix total du liquide, dans une unité monétaire UM à définir, (qui est sans importance puisque l'on ne travaille que sur des rapports) est 3a, 4a et 3a.
Soit x la quantité prélevée.
Première opération :
Dans A : 3a-x litres pour 3a-x UM
Dans B : 2a+x litres pour 4a+x UM
Deuxième opération
Dans B : 2a litres pour (4a+x)*2a/(2a+x) UM
Dans C : a+x litres pour 3a +x(4a+x)/(2a+x) = (6a2+7ax+x2)/(2a+x) = (a+x)(6a+x)/(2a+x) UM
Troisième opération
Dans C : a litres.
Dans B 2a+x litres pour (4a+x)*2a/(2a+x) + x(6a+x)/(2a+x) = (8a2+8ax+x2)/(2a+x) UM
Quatrième opération
Dans B : 2a litres...
Dans A : a litres pour 3a-x+x(8a2+8ax+x2)/(2a+x)2 UM
Finissons les calculs : le prix du liquide dans A est :
((3a-x)(4a2+4ax+x2 )+8a2x+8ax2+x3)/(2a+x)2
(12a3+12a2x+3ax2-4a2x-4ax2-x3+8a2x+8ax2+x3)/(2a+x)2
(12a3+16a2x+7ax2)/(2a+x)2
a(12a2+16ax+7x2)/(2a+x)2 UM
On veut que cela égale 35/27 des 3a de départ
35(4a2+4ax+x2 )-9(12a2+16ax+7x2)=0
32a2-4ax-28x2=0
a=x est racine évidente ce qui donne
(a-x)(32a+28x)=0
Le deuxième facteur donne un terme négatif il reste donc :
a=x
Pour le deuxième transvasement avec x+1, on reprend le prix trouvé pour A et on substitue x+1 à x et x à a, et le tout doit être égal à (3/2)*3a : 9(4x2+4x(x+1)+(x+1)2 )-2(12x2+16x(x+1)+7(x+1)2)=0
36x2+36x2+36x+9x2+18x+9-24x2-32x2-32x-14x2-28x-14=0
11x2-6x-5=0
x=1 est racine évidente
(X-1)(11x+5)=0 : l'autre solution est négative.
Les vases contenaient dont 3, 2 et 1 litre. Il est toujours frustrant d'arriver à une solution aussi simple après autant de calculs...