Для решения данной задачи обозначим производительность второй трубы как ( x ) литров в минуту. Тогда производительность первой трубы будет ( x - 5 ) литров в минуту.
Далее, если вторая труба заполняет резервуар объемом 200 литров за ( t ) минут, то первая труба делает это за ( t + 2 ) минуты. Исходя из этого, можно составить следующие уравнения, основанные на формуле ( \text{объем} = \text{производительность} \times \text{время} ):
- ( x \times t = 200 ) (для второй трубы)
- ( (x - 5) \times (t + 2) = 200 ) (для первой трубы)
Из первого уравнения выразим ( t ):
[ t = \frac{200}{x} ]
Подставим это значение ( t ) во второе уравнение:
[ (x - 5) \times \left(\frac{200}{x} + 2\right) = 200 ]
Раскроем скобки:
[ \frac{200(x - 5)}{x} + 2(x - 5) = 200 ]
Приведем уравнение к общему знаменателю:
[ 200(x - 5) + 2x(x - 5) = 200x ]
[ 200x - 1000 + 2x^2 - 10x = 200x ]
Упростим уравнение, перенеся все на одну сторону:
[ 2x^2 - 10x - 1000 = 0 ]
Теперь разделим все члены на 2:
[ x^2 - 5x - 500 = 0 ]
Решим квадратное уравнение:
[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} ]
где ( a = 1 ), ( b = -5 ), ( c = -500 ).
[ x = \frac{5 \pm \sqrt{25 + 2000}}{2} ]
[ x = \frac{5 \pm \sqrt{2025}}{2} ]
[ x = \frac{5 \pm 45}{2} ]
Получаем два решения:
- ( x = \frac{50}{2} = 25 )
- ( x = \frac{-40}{2} = -20 ) (не подходит, так как производительность не может быть отрицательной)
Таким образом, производительность второй трубы равна 25 литров в минуту, а первой трубы:
[ x - 5 = 25 - 5 = 20 ] литров в минуту.
Итак, первая труба пропускает 20 литров воды в минуту.