兩個水龍頭一起可以將一個水箱注滿,需要 $9\frac{3}{8}$ 小時。直徑較大的水龍頭單獨注滿水箱所需時間比直徑較小的水龍頭少 10 小時。求每個水龍頭單獨注滿水箱所需的時間。


已知

兩個水龍頭一起可以將一個水箱注滿,需要 $9\frac{3}{8}$ 小時。直徑較大的水龍頭單獨注滿水箱所需時間比直徑較小的水龍頭少 10 小時。

要求

我們必須求出每個水龍頭單獨注滿水箱所需的時間。

解答

兩個水龍頭一起注滿水箱所需時間 $=9\frac{3}{8}=\frac{9\times8+3}{8}=\frac{72+3}{8}=\frac{75}{8}$ 小時。

設直徑較大的水龍頭注滿水箱所需時間為 $x$ 小時。

這意味著,

直徑較小的水龍頭注滿水箱所需時間 $=x+10$ 小時。

直徑較大的水龍頭每小時注滿水箱的比例為 $\frac{1}{x}$。

直徑較小的水龍頭每小時注滿水箱的比例為 $\frac{1}{x+10}$。

兩個水龍頭每小時注滿水箱的比例為 $\frac{1}{\frac{75}{8}}=\frac{8}{75}$。

因此,

$\frac{1}{x}+\frac{1}{x+10}=\frac{8}{75}$

$\frac{1(x+10)+1(x)}{(x+10)x}=\frac{8}{75}$

$\frac{x+10+x}{x^2+10x}=\frac{8}{75}$

$\frac{2x+10}{x^2+10x}=\frac{8}{75}$

$75(2x+10)=8(x^2+10x)$

$150x+750=8x^2+80x$

$8x^2+80x-150x-750=0$

$8x^2-70x-750=0$

$2(4x^2-35x-375)=0$

$4x^2-35x-375=0$

用因式分解法求解 $x$,得到:

$4x^2-60x+25x-375=0$

$4x(x-15)+25(x-15)=0$

$(x-15)(4x+25)=0$

$x-15=0$ 或 $4x+25=0$

$x=15$ 或 $4x=-25$

因此,$x$ 的值為 15。($x$ 不能為負數)

$x+10=15+10=25$

直徑較大的水龍頭注滿水箱所需時間為 15 小時,直徑較小的水龍頭注滿水箱所需時間為 25 小時。  

更新於: 2022 年 10 月 10 日

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