Давайте решим эту задачу шаг за шагом.
Обозначим время, за которое первый кран заполняет бассейн, как \( x \) часов. Тогда второй кран заполняет бассейн на 3 часа быстрее, то есть за \( x - 3 \) часа.
Мы знаем, что вместе оба крана заполняют бассейн за 6 часов 40 минут, что эквивалентно \( 6 + \frac{40}{60} = 6 + \frac{2}{3} = \frac{20}{3} \) часов.
Теперь можем записать уравнение для заполнения бассейна. Работы, выполненные каждым краном, можно выразить через их производительность:
- Первый кран заполняет бассейн со скоростью \( \frac{1}{x} \) (бассейн за 1/x часов).
- Второй кран имеет скорость \( \frac{1}{x - 3} \).
Суммарная скорость двух кранов будет равна \( \frac{1}{x} + \frac{1}{x - 3} = \frac{1}{\frac{20}{3}} \).
Приведем это уравнение к общему знаменателю:
\[ \frac{(x - 3) + x}{x(x - 3)} = \frac{3}{20} \]
Теперь упростим его:
\[ \frac{2x - 3}{x(x - 3)} = \frac{3}{20} \]
Умножим обе стороны на \( 20x(x - 3) \):
\[ 20(2x - 3) = 3x(x - 3) \]
Раскроем скобки:
\[ 40x - 60 = 3x^2 - 9x \]
Переносим все в одну сторону:
\[ 3x^2 - 49x + 60 = 0 \]
Теперь решим это квадратное уравнение с помощью формулы: \[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \] где \( a = 3 \), \( b = -49 \), \( c = 60 \).
Сначала найдем дискриминант:
\[ D = (-49)^2 - 4 * 3 * 60 = 2401 - 720 = 1681 \]
Теперь находим корни:
\[ x = \frac{49 \pm \sqrt{1681}}{6} \] \[ \sqrt{1681} = 41 \]
Поэтому:
\[ x_1 = \frac{49 + 41}{6} = \frac{90}{6} = 15 \] \[ x_2 = \frac{49 - 41}{6} = \frac{8}{6} = \frac{4}{3} \approx 1.33 \text{ (не может быть, так как второй кран должен работать быстрее)} \]
Таким образом, время, за которое заполняется первый кран, равно 15 часов. Второй кран тогда будет заполнять бассейн за \( x - 3 = 15 - 3 = 12 \) часов.
В итоге, впервые кран заполняет бассейн за 15 часов, а второй — за 12 часов.