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Water is drained from a swimming pool at a rate given by \( R(t)=30 e^{-0.1 t} \mathrm{gal} / \mathrm{hr} \). If the drain is left open indefinitely, how much water drains from the pool? Set up the integral needed to compute the total amount of water that will drain from the pool. 0 The total amount of water that will drain from the pool is gallons. (Simplify your answer.)

Ask by French Peters. in the United States
Mar 10,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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The total amount of water that will drain from the pool is 300 gallons.

Solución

We begin by setting up the integral that represents the total volume drained. The drainage rate is given by \[ R(t) = 30 e^{-0.1t} \quad \text{(gal/hr)}. \] The total amount of water drained, \(A\), is the integral of \(R(t)\) from \(t = 0\) to \(t = \infty\): \[ A = \int_{0}^{\infty} 30 e^{-0.1t} \, dt. \] To evaluate the integral, we factor out the constant 30: \[ A = 30 \int_{0}^{\infty} e^{-0.1t} \, dt. \] Recall the integral formula for an exponential decay function: \[ \int_{0}^{\infty} e^{-at} \, dt = \frac{1}{a}, \] where \( a > 0 \). Here, \( a = 0.1 \), so: \[ \int_{0}^{\infty} e^{-0.1t} \, dt = \frac{1}{0.1} = 10. \] Thus, the total volume drained is: \[ A = 30 \times 10 = 300 \quad \text{gallons}. \] The final integral and the simplified amount of water drained are \[ \boxed{\int_{0}^{\infty} 30 e^{-0.1t} \, dt = 300 \text{ gallons}}. \]

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To find the total amount of water that drains from the pool indefinitely, we need to set up the integral of the rate function \( R(t) \) from \( t = 0 \) to \( t = \infty \). This can be expressed as: \[ \int_0^{\infty} R(t) \, dt = \int_0^{\infty} 30 e^{-0.1 t} \, dt \] Now, plugging in the rate function, we can compute: \[ \int_0^{\infty} 30 e^{-0.1 t} \, dt \] This integral will yield the total gallons of water that drain from the pool over an indefinite period. Evaluating this integral, we can further simplify: \[ = 30 \left[ -\frac{1}{0.1} e^{-0.1t} \right]_0^{\infty} = 30 \left( 0 - (-10) \right) = 300 \text{ gallons} \] So, the total amount of water that will drain from the pool is \( 300 \) gallons.

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