Чтобы решить эту задачу, начнем с обозначения переменных и составления уравнений.
Обозначим скорость закачки первого насоса как ( x ) литров в минуту. Тогда скорость закачки второго насоса будет ( x + 30 ) литров в минуту, так как второй насос закачивает на 30 литров в минуту больше.
Далее, выразим время, необходимое для заполнения бака, для каждого насоса:
- Время, необходимое первому насосу для заполнения бака объёмом 800 литров, равно (\frac{800}{x}) минут.
- Время для второго насоса будет (\frac{800}{x + 30}) минут.
По условию, первый насос заполняет бак на 24 минуты медленнее, чем второй насос. Это выражается уравнением:
[
\frac{800}{x} = \frac{800}{x + 30} + 24
]
Теперь решим это уравнение:
- Умножим обе стороны уравнения на (x(x + 30)) чтобы избавиться от дробей:
[
800(x + 30) = 800x + 24x(x + 30)
]
- Раскроем скобки:
[
800x + 24000 = 800x + 24x^2 + 720x
]
- Упростим уравнение, вычитая (800x) из обеих сторон:
[
24000 = 24x^2 + 720x
]
- Разделим всё уравнение на 24 для упрощения:
[
1000 = x^2 + 30x
]
- Преобразуем уравнение в стандартный вид квадратного уравнения:
[
x^2 + 30x - 1000 = 0
]
- Решим квадратное уравнение с помощью дискриминанта. Дискриминант (D) равен:
[
D = b^2 - 4ac = 30^2 - 4 \times 1 \times (-1000) = 900 + 4000 = 4900
]
- Найдем корни уравнения:
[
x = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-30 \pm \sqrt{4900}}{2}
]
- Поскольку (\sqrt{4900} = 70), получим:
[
x = \frac{-30 \pm 70}{2}
]
Это дает два возможных корня:
[
x_1 = \frac{40}{2} = 20
]
[
x_2 = \frac{-100}{2} = -50
]
Значение (x) должно быть положительным, поскольку оно обозначает скорость закачки. Следовательно, (x = 20).
Таким образом, первый насос закачивает 20 литров в минуту.