Вопрос:

19. Велосипедист выехал с постоянной скоростью из города А в город В, расстояние между которыми 50 км. Отдохнув, он от прокрасил обратно в город А, увеличив скорость на 10 км/ч. По пути он сделал остановку на час, в результате чего общее время в пути столько же времени, сколько и путь из А в В. Найдите скорость велосипедиста на пути из А в В.

Ответ:

Решение:

Пусть \( v \) — скорость велосипедиста на пути из А в В (в км/ч).

Расстояние \( s = 50 \) км.

Время в пути из А в В: \( t_1 = \frac{s}{v} = \frac{50}{v} \) часов.

Скорость на обратном пути: \( v + 10 \) км/ч.

Время в пути из В в А (без учёта остановки): \( t_2 = \frac{s}{v+10} = \frac{50}{v+10} \) часов.

Общее время в пути туда и обратно с учётом остановки равно времени пути из А в В:

\[ \frac{50}{v} = \frac{50}{v+10} + 1 \]

Приведем к общему знаменателю:

\[ \frac{50(v+10)}{v(v+10)} = \frac{50v}{v(v+10)} + \frac{v(v+10)}{v(v+10)} \]

Умножим обе части на \( v(v+10) \) (при условии \( v \neq 0 \) и \( v \neq -10 \)):

\[ 50(v+10) = 50v + v(v+10) \]

\[ 50v + 500 = 50v + v^2 + 10v \]

Сократим \( 50v \) с обеих сторон:

\[ 500 = v^2 + 10v \]

Перенесем все в одну сторону:

\[ v^2 + 10v - 500 = 0 \]

Решим квадратное уравнение. Дискриминант \( D = 10^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-500) = 100 + 2000 = 2100 \).

\[ \sqrt{D} = \sqrt{2100} = \sqrt{100 \cdot 21} = 10 \sqrt{21} \]

Корни уравнения:

\[ v = \frac{-10 \pm 10 \sqrt{21}}{2} \]

\[ v = -5 \pm 5 \sqrt{21} \]

Так как скорость не может быть отрицательной, выберем положительный корень:

\[ v = -5 + 5 \sqrt{21} \]

Приблизительное значение \( \sqrt{21} \approx 4.58 \).

\[ v \approx -5 + 5 \cdot 4.58 = -5 + 22.9 = 17.9 \]

Проверим условие: если \( v = -5 + 5\sqrt{21} \), то \( v+10 = 5 + 5\sqrt{21} \).

\[ \frac{50}{v} = \frac{50}{-5 + 5\sqrt{21}} = \frac{10}{-1 + \sqrt{21}} = \frac{10(\sqrt{21}+1)}{21-1} = \frac{10(\sqrt{21}+1)}{20} = \frac{\sqrt{21}+1}{2} \]

\[ \frac{50}{v+10} = \frac{50}{5 + 5\sqrt{21}} = \frac{10}{1 + \sqrt{21}} = \frac{10(\sqrt{21}-1)}{21-1} = \frac{10(\sqrt{21}-1)}{20} = \frac{\sqrt{21}-1}{2} \]

\( \frac{\sqrt{21}+1}{2} = \frac{\sqrt{21}-1}{2} + 1 \)

\[ \frac{\sqrt{21}+1}{2} = \frac{\sqrt{21}-1+2}{2} = \frac{\sqrt{21}+1}{2} \]

Уравнение выполняется.

Ответ: \( -5 + 5\sqrt{21} \)