Для решения этой задачи введем следующие обозначения:
- ( x ) - количество литров в минуту, которое пропускает вторая труба;
- ( x - 1 ) - количество литров в минуту, которое пропускает первая труба.
Пусть ( t ) - время, за которое вторая труба заполняет резервуар объемом 99 литров. Тогда первая труба заполняет резервуар объемом 110 литров за время ( t + 2 ) минуты.
Из условия:
- Вторая труба заполняет 99 литров за ( t ) минут:
[
x \cdot t = 99
]
- Первая труба заполняет 110 литров за ( t + 2 ) минут:
[
(x - 1) \cdot (t + 2) = 110
]
Теперь решим эти уравнения. Из первого уравнения выразим ( t ):
[
t = \frac{99}{x}
]
Подставим ( t ) во второе уравнение:
[
(x - 1) \left(\frac{99}{x} + 2\right) = 110
]
Далее умножим обе стороны на ( x ) для избавления от дроби:
[
(x - 1)(99 + 2x) = 110x
]
Раскроем скобки:
[
99x + 2x^2 - 99 - 2x = 110x
]
Приведем подобные слагаемые:
[
2x^2 - 13x - 99 = 0
]
Теперь решим квадратное уравнение относительно ( x ). Для этого найдем дискриминант:
[
D = (-13)^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-99) = 169 + 792 = 961
]
Тогда корни уравнения:
[
x = \frac{13 \pm \sqrt{961}}{4} = \frac{13 \pm 31}{4}
]
Получаем два корня:
[
x_1 = \frac{44}{4} = 11, \quad x_2 = \frac{-18}{4} = -4.5
]
Поскольку количество литров в минуту не может быть отрицательным числом, выбираем ( x = 11 ). Тогда первая труба пропускает:
[
x - 1 = 11 - 1 = 10 \text{ литров в минуту}
]
Таким образом, первая труба пропускает 10 литров воды в минуту.