Давайте разберём эту задачу по шагам, чтобы найти, сколько литров воды в минуту пропускает первая труба.
Обозначения:
- Пусть скорость пропуска воды первой трубы — x литров в минуту.
- Тогда скорость второй трубы будет x + 2 литра в минуту, потому что первая пропускает на 2 литра меньше.
Информация из условия:
- Резервуар объемом 360 литров.
- Время заполнения резервуара первой трубой — на 6 минут больше, чем второй трубой.
Обозначим:
- T — время, за которое вторая труба заполняет резервуар.
- Тогда время первой трубы — T + 6 минут.
Выразим объемы через скорости и время:
- Объем, пропущенный второй трубой за T минут: \[(x + 2) \times T = 360\]
- Объем, пропущенный первой трубой за T + 6 минут: \[x \times (T + 6) = 360\]
Теперь запишем систему уравнений:
- \[(x + 2) T = 360\]
- \[x (T + 6) = 360\]
Из первого уравнения выразим T: \[T = \frac{360}{x + 2}\]
Подставим T во второе уравнение: \[x \left( \frac{360}{x + 2} + 6 \right) = 360\]
Раскроем скобки: \[x \left( \frac{360 + 6(x + 2)}{x + 2} \right) = 360\]
Раскроем числитель: \[x \left( \frac{360 + 6x + 12}{x + 2} \right) = 360\]
Объединим числитель: \[x \left( \frac{6x + 372}{x + 2} \right) = 360\]
Теперь умножим обе части уравнения на \(x + 2\), чтобы избавиться от дроби: \[x (6x + 372) = 360(x + 2)\]
Раскроем скобки: \[6x^2 + 372x = 360x + 720\]
Перенесем все в левую сторону: \[6x^2 + 372x - 360x - 720 = 0\]
Упростим: \[6x^2 + 12x - 720 = 0\]
Разделим всю левую часть на 6: \[x^2 + 2x - 120 = 0\]
Это квадратное уравнение: \[x^2 + 2x - 120 = 0\]
Решим его по формуле корней: \[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \] где \(a=1\), \(b=2\), \(c=-120\).
Посчитаем дискриминант: \[ D = 2^2 - 4 \times 1 \times (-120) = 4 + 480 = 484 \] \[ \sqrt{D} = \sqrt{484} = 22 \]
Теперь найдём корни: \[ x = \frac{-2 \pm 22}{2} \]
Первый корень: \[ x = \frac{-2 + 22}{2} = \frac{20}{2} = 10 \]
Второй корень: \[ x = \frac{-2 - 22}{2} = \frac{-24}{2} = -12 \]
Так как скорость пропуска воды не может быть отрицательной, принимаем только положительный вариант: \[ x = 10 \text{ литров в минуту} \]
Ответ: Первая труба пропускает 10 литров воды в минуту.