Zadanie

Kika bola farmárka, ktorá žila blízko malej vodnej nádrže na svojom pozemku. Mala tri rúry, ktoré mohla použiť na naplnenie vodnej nádrže: Hornú rúru, Dolu rúru a Strednú rúru. Kika si všimla, že každá rúra má konštantný prietok, ktorý nie je ovplyvnený prietokom v ostatných rúrach. Jedného dňa sa Kika rozhodla naplniť prázdnu vodnú nádrž. Vedela, že naplnenie vodnej nádrže Dolnou a Hornou rúrou by trvalo \(3\) dni, použitím Hornej a Strednej rúry \(4\) dni a pomocou Dolnej a Strednej rúry by to trvalo až \(6\) dní.

Ako dlho bude Kike trvať naplniť celú vodnú nádrž, ak použije Dolnú, Strednú a Hornú rúru naraz?

Označme si objem nádrže ako \(V\). Potom čas, za ktorý sa nádrž naplní, môžeme vypočítať ako podiel objemu a prietoku. V prípade dolnej (\(D\)) a hornej (\(H\)) rúry teda bude celkový prietok súčtom prietokov jednotlivých rúr. Vo výsledku tak dostaneme \[\frac{V}{D+H}=3\,\text{dni}.\] Obdobné rovnice dostaneme aj pre hornú a strednú (\(S\)) a aj dolnú a strednú rúru: \[\frac{V}{S+H}=4\,\text{dni},\qquad\frac{V}{D+S}=6\,\text{dní}.\] Upravme si teraz rovnice vyššie, nech zistíme trochu viac. Konkrétne z prvej vieme dostať, že dolná a horná rúra naplnia za 1 deň \(\frac{V}{3}\) (prenásobili sme rovnicu \(D+H\) a predelili 3). Obdobne zo zvyšných rovníc zistíme, že \(S\) a \(H\) za deň naplnia \(\frac{V}{4}\) a \(S\) a \(D\) za deň naplnia \(\frac{V}{6}\). Sčítaním upravených rovníc dostaneme, že dvojnásobok súčtu všetkých prietokov za deň naplní \(\frac{3V}{4}\). Teda ak použijeme všetky rúry naraz, za deň naplníme \(\frac{3V}{8}\). Potom ale počet dní, ktoré bude treba na naplnenie celej nádrže, bude podiel objemu a denného prietoku, teda \(\frac{8}{3}\). Ešte by bolo dobré spraviť skúšku správnosti (keďže sčítanie rovníc nie je ekvivalentná úprava), ale vzhľadom k tomu, že úloha musí mať zo svojej povahy jednoznačne určený výsledok a my sme sa dostali k jedinému výsledku, je tento výsledok správny.

Diskusia

Tu môžte voľne diskutovať o riešení, deliť sa o svoje kusy kódu a podobne.

Pre pridávanie komentárov sa musíš prihlásiť.