공통수학1여러 가지 방정식수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

유리관 물 높이

문제

그림과 같이 높이가 모두 같은 원기둥 모양의 유리관이 있다.

네 개의 유리관 A\mathrm{A},B\mathrm{B},C\mathrm{C},D\mathrm{D}는 모두 밑면의 넓이가 같고, 유리관 E\mathrm{E}의 밑면은 다른 유리관의 밑면의 넓이의 44배이다. 갑은 유리관 A\mathrm{A},B\mathrm{B},C\mathrm{C},D\mathrm{D}의 순서대로 각 유리관에 물을 가득 찰 때까지 부어 나가고, 을은 유리관 E\mathrm{E}에만 물을 붓는다. 두 사람이 동시에 물을 붓기 시작하여 40분만에 동시에 끝마쳤다. 유리관 C\mathrm{C}와 유리관 E\mathrm{E}의 물의 높이가 같아지는 시각은 두 사람이 물을 붓기 시작하여 몇 분이 지난 후인가? (단, 모든 유리관의 밑은 막혀있고, 갑, 을 두 사람이 단위시간당 붓는 물의 양은 같다.) [4점] 743\displaystyle \frac{74}{3}763\displaystyle \frac{76}{3}2626803\displaystyle \frac{80}{3}823\displaystyle \frac{82}{3}

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해설

[출제 의도] 외적인 상황에서 방정식을 세워 문제해결을 할 수 있다.

유리관 A,B,C,D\mathrm{A} , B , C , D에 물이 차오르는 속도는 유리관 E\mathrm{E}에 물이 차오르는 속도의 4배이다. 유리관의 높이를 40으로 놓으면 두 유리관 A,B\mathrm{A} , B에 물이 가득찰 때 유리관 E\mathrm{E}의 높이는 20이 된다. 유리관E\mathrm{E}의 높이가 xx만큼 더 차오를 때 유리관C\mathrm{C}의 높이는 4x4 x이므로 4x=20+x4 x = 20 + x에서 x=203\displaystyle x = \frac{20}{3} 따라서 이 때까지 유리관 E\mathrm{E}의 높이는 20+203=803\displaystyle 20 + \frac{20}{3} = \frac{80}{3}이므로 높이가 같아지는 시간은 803\displaystyle \frac{80}{3}분이다

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