Решение:
Обозначим:
x — производительность второй трубы (литров в минуту).x - 4 — производительность первой трубы (литров в минуту).t_1 — время заполнения бака первой трубой (минут).t_2 — время заполнения бака второй трубой (минут).
Объем бака — 140 литров.
- Выразим время заполнения бака для каждой трубы:
- Время = Объем / Производительность
- \[ t_1 = \frac{140}{x - 4} \]
- \[ t_2 = \frac{140}{x} \]
- По условию, первая труба заполняет бак на 4 минуты дольше, чем вторая:
- Подставим выражения для времени:
- \[ \frac{140}{x - 4} = \frac{140}{x} + 4 \]
- Решим полученное уравнение относительно
x. Умножим все на x(x - 4), чтобы избавиться от знаменателей (при условии, что x ≠ 0 и x ≠ 4):- \[ 140x = 140(x - 4) + 4x(x - 4) \]
- \[ 140x = 140x - 560 + 4x^2 - 16x \]
- \[ 0 = 4x^2 - 16x - 560 \]
- Разделим все на 4 для упрощения:
- Решим квадратное уравнение, используя дискриминант:
- \[ D = b^2 - 4ac = (-4)^2 - 4(1)(-140) = 16 + 560 = 576 \]
- \[ \sqrt{D} = \sqrt{576} = 24 \]
- \[ x = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} \]
- \[ x_1 = \frac{4 + 24}{2} = \frac{28}{2} = 14 \]
- \[ x_2 = rac{4 - 24}{2} = rac{-20}{2} = -10 \]
- Производительность не может быть отрицательной, поэтому
x = 14 литров в минуту (производительность второй трубы). - Найдем производительность первой трубы:
- \[ x - 4 = 14 - 4 = 10 \]
Ответ: Первая труба пропускает 10 литров воды в минуту.