C++中的管道和水箱


管道和水箱问题是一个非常常见的问题,通常包含在竞争性考试中。因此,学习与管道水箱相关的题目很重要,并且你应该知道如何解决它们,因为这些问题并不难学。

管道和水箱

这些问题涉及用于填充或清空水箱/储水池/水箱的管道。

以下是一些管道水箱问题的基础知识:

  • 管道是进水管或出水管。进水管注满水箱,出水管排空水箱。

  • 如果一个管道在“n”小时内注满/排空容量为“c”升的水箱,那么在1小时内它将注满/排空 c/n 升。

  • 现在,如果有一些管道注满水箱,而另一些管道排空水箱。它们将一起工作,方式如下:

    1小时 = Σ (c/fi) - Σ (c/ej)

    这里,fi是第i个管道注满水箱所需的时间,ej是第j个管道排空水箱所需的时间。

    此计算的结果将显示所有管道的最终结果。正数表示注满水箱,负数表示排空水箱。

现在,让我们解决一些问题,这将有助于更好地理解主题:

问题1

如果两个管道分别在6小时和4小时内注满一个水箱。当它们一起打开时,它们将在多长时间内注满水箱?

解答

管道A在一小时内注满的水箱部分 = 1/6。

管道B在一小时内注满的水箱部分 = 1/4。

管道A和B在一小时内一起注满的水箱部分 = 1/6 + 1/4 = 5/12。

A和B一起注满水箱所需的时间是12/5小时。

问题2

水箱中有3个管道,其中两个管道分别在10小时和15小时内注满水箱。而第三个管道在12小时内排空水箱。

如果三个管道同时打开,它们将在多长时间内注满/排空水箱?

解答

管道A在一小时内注满的水箱部分 = 1/10。

管道B在一小时内注满的水箱部分 = 1/15。

管道C在一小时内排空的水箱部分 = 1/12。

管道A、B和C在一小时内一起注满/排空的水箱部分 = 1/10 + 1/15 - 1/12 = 5/60 = 1/12。

由于结果为正,水箱将被注满。

注满水箱所需的时间是12小时。

问题3

水箱中有2个进水管。两个管道一起工作,在6小时内注满水箱。单独工作时,管道一比管道二少用5小时注满水箱。管道二单独注满水箱需要多长时间?

解答

设管道一所需时间为t小时。

管道二所需时间为t+5小时。

管道一在一小时内注满的水箱部分 = 1/t

管道二在一小时内注满的水箱部分 = 1/(t+5)

管道一和二在一小时内一起注满的水箱部分 = 1/t + 1/(t+5) = (2t+5)/t*(t+5)

两个管道一起在6小时内注满水箱。

(2t+5)/t*(t+5) =1/6
12t + 30 = t2 + 5t
0 = t2 + 5t - 12t - 30
t2 - 7t - 30 = 0
t2 - 10t + 3t - 30 = 0
t(t - 10) + 3(t - 10) = 0
(t + 3)(t - 10) = 0
t = 10 hours

管道一所需时间为10小时

管道二所需时间为15小时

问题4

有三个管道A、B和C。A在5小时内注满水箱,B在15小时内注满水箱,第三个管道C排空水箱。如果三个管道同时打开,则比A和B一起打开多用15分钟。C排空水箱需要多长时间?

解答

水箱容量为LCM(5,15) = 15单位。

管道A的效率 = 3单位/小时

管道B的效率 = 1单位/小时

管道A+B的效率 = 4单位/小时

A和B注满水箱所需时间 = 15/4 = 3小时45分钟。

所有管道打开时注满水箱所需时间 = 3小时45分钟 + 15分钟 = 4小时。

总效率为15/4 = 3.75单位/小时

管道C的效率 = 管道A+B的效率 - 总效率 = 0.25单位/小时。

C所需时间 = 15/0.25 = 60小时

更新于:2020年4月17日

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