Для решения задачи определим скорость работы каждого насоса:
Обозначим:
- \( x \) – время, за которое бассейн заполняет первый насос (в минутах).
- \( y \) – время, за которое бассейн заполняет второй насос.
- \( z \) – время, за которое бассейн заполняет третий насос.
Скорость работы насосов:
- Первый насос: \( \frac{1}{x} \) бассейна в минуту.
- Второй насос: \( \frac{1}{y} \).
- Третий насос: \( \frac{1}{z} \).
Составим уравнения на основе условий задачи:
Первый и второй насосы заполняют бассейн за 21 минуту: \[ \frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{1}{21} \]
Второй и третий насосы заполняют бассейн за 36 минут: \[ \frac{1}{y} + \frac{1}{z} = \frac{1}{36} \]
Первый и третий насосы заполняют бассейн за 28 минут: \[ \frac{1}{x} + \frac{1}{z} = \frac{1}{28} \]
Нужно найти: \[ \frac{1}{x} + \frac{1}{y} + \frac{1}{z} \]
Сложим все три уравнения: \[ (\frac{1}{x} + \frac{1}{y}) + (\frac{1}{y} + \frac{1}{z}) + (\frac{1}{x} + \frac{1}{z}) = \frac{1}{21} + \frac{1}{36} + \frac{1}{28} \]
Упростим: \[ 2(\frac{1}{x} + \frac{1}{y} + \frac{1}{z}) = \frac{1}{21} + \frac{1}{36} + \frac{1}{28} \]
Найдем общий знаменатель для суммы:
- НОК (21, 36, 28) = 252
Приведем дроби к общему знаменателю:
- \(\frac{1}{21} = \frac{12}{252}\)
- \(\frac{1}{36} = \frac{7}{252}\)
- \(\frac{1}{28} = \frac{9}{252}\)
Сложим дроби: \[ \frac{12}{252} + \frac{7}{252} + \frac{9}{252} = \frac{28}{252} = \frac{1}{9} \]
Теперь: \[ 2(\frac{1}{x} + \frac{1}{y} + \frac{1}{z}) = \frac{1}{9} \]
\[ \frac{1}{x} + \frac{1}{y} + \frac{1}{z} = \frac{1}{18} \]
Таким образом, три насоса вместе наполняют бассейн за 18 минут.
Теперь перейдём ко второй части задачи: \[ 3 \frac{2}{5} + 4 \frac{1}{2} \cdot \left( \frac{1}{18} - \frac{1}{6} \right) \]
Преобразуем дроби в неправильные: \[ 3 \frac{2}{5} = \frac{17}{5}, \quad 4 \frac{1}{2} = \frac{9}{2} \]
Найдём разность дробей: \[ \frac{1}{18} - \frac{1}{6} = \frac{1}{18} - \frac{3}{18} = -\frac{2}{18} = -\frac{1}{9} \]
Умножим дробь: \[ \frac{9}{2} \cdot \left( -\frac{1}{9} \right) = -\frac{1}{2} \]
Сложим всё вместе: \[ \frac{17}{5} - \frac{1}{2} \]
Приведём к общему знаменателю: \[ \frac{17}{5} = \frac{34}{10}, \quad \frac{1}{2} = \frac{5}{10} \]
Найдём разность: \[ \frac{34}{10} - \frac{5}{10} = \frac{29}{10} = 2 \frac{9}{10} \]
Ответ: \(2 \frac{9}{10}\).