Давайте решим задачу, используя уравнения.
Обозначим время, за которое первая копировальная машина может сделать копию пакета документов, через ( x ) минут. Тогда вторая копировальная машина сделает ту же работу за ( x + 30 ) минут, поскольку на 30 минут дольше.
Если первая машина делает всю работу за ( x ) минут, то за одну минуту она выполнит (\frac{1}{x}) часть работы. Аналогично, вторая машина выполнит (\frac{1}{x + 30}) часть работы за одну минуту.
Когда обе машины работают вместе, они делают работу в сумме за 20 минут, что значит, что за одну минуту они выполняют (\frac{1}{20}) часть работы.
Составим уравнение, которое отражает этот факт:
[
\frac{1}{x} + \frac{1}{x + 30} = \frac{1}{20}
]
Теперь решим это уравнение.
- Найдем общий знаменатель и приведем к нему обе дроби:
[
\frac{x + 30 + x}{x(x + 30)} = \frac{1}{20}
]
- Упростим числитель:
[
\frac{2x + 30}{x(x + 30)} = \frac{1}{20}
]
- Приведем уравнение к целому виду, умножив обе части на (20x(x + 30)):
[
20(2x + 30) = x(x + 30)
]
- Раскроем скобки:
[
40x + 600 = x^2 + 30x
]
- Перенесем все в одну сторону уравнения:
[
x^2 + 30x - 40x - 600 = 0
]
- Упростим уравнение:
[
x^2 - 10x - 600 = 0
]
- Решим квадратное уравнение. Можно использовать дискриминант:
Дискриминант (D) равен:
[
D = (-10)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-600) = 100 + 2400 = 2500
]
- Найдем корни уравнения:
[
x = \frac{-(-10) \pm \sqrt{2500}}{2 \cdot 1} = \frac{10 \pm 50}{2}
]
Получаем два корня:
[
x_1 = \frac{10 + 50}{2} = 30
]
[
x_2 = \frac{10 - 50}{2} = -20
]
Поскольку время не может быть отрицательным, принимаем ( x = 30 ).
Таким образом, первая копировальная машина может выполнить работу за 30 минут, а вторая, на 30 минут дольше, за (30 + 30 = 60) минут.