Задача 1
Дано:
- Расстояние туда и обратно (S) = 48 км * 2 = 96 км
- Скорость катера в стоячей воде (Vк) = 20 км/ч
- Время стоянки = 20 минут = 1/3 часа
- Общее время в пути (Tобщее) = 5 1/3 часа
Найти: Скорость течения реки (Vт)
Решение:
- Время движения: Tдвижения = Tобщее - Время стоянки = 5 1/3 ч - 1/3 ч = 5 часов.
- Скорость катера по течению (Vк+т) и против течения (Vк-т):
- Vк+т = Vк + Vт = 20 + Vт
- Vк-т = Vк - Vт = 20 - Vт
- Расстояние: S = V * T
- Уравнение движения:
- Время в пути по течению (T1) = S / Vк+т = 48 / (20 + Vт)
- Время в пути против течения (T2) = S / Vк-т = 48 / (20 - Vт)
- T1 + T2 = Tдвижения
- 48 / (20 + Vт) + 48 / (20 - Vт) = 5
- Решение уравнения:
- Умножим обе части уравнения на (20 + Vт)(20 - Vт) = 400 - Vт2:
- 48(20 - Vт) + 48(20 + Vт) = 5(400 - Vт2)
- 960 - 48Vт + 960 + 48Vт = 2000 - 5Vт2
- 1920 = 2000 - 5Vт2
- 5Vт2 = 2000 - 1920
- 5Vт2 = 80
- Vт2 = 16
- Vт = 4 км/ч (скорость течения не может быть отрицательной)
Ответ: Скорость течения реки равна 4 км/ч.
Задача 2
Дано:
- Расстояние по течению (S1) = 36 км
- Расстояние против течения (S2) = 36 км
- Общее время в пути (Tобщее) = 5 часов
- Скорость течения реки (Vт) = 3 км/ч
Найти: Скорость лодки в неподвижной воде (Vл)
Решение:
- Скорость лодки по течению (Vл+т) и против течения (Vл-т):
- Vл+т = Vл + Vт = Vл + 3
- Vл-т = Vл - Vт = Vл - 3
- Время движения:
- Время в пути по течению (T1) = S1 / Vл+т = 36 / (Vл + 3)
- Время в пути против течения (T2) = S2 / Vл-т = 36 / (Vл - 3)
- T1 + T2 = Tобщее
- 36 / (Vл + 3) + 36 / (Vл - 3) = 5
- Решение уравнения:
- Умножим обе части уравнения на (Vл + 3)(Vл - 3) = Vл2 - 9:
- 36(Vл - 3) + 36(Vл + 3) = 5(Vл2 - 9)
- 36Vл - 108 + 36Vл + 108 = 5Vл2 - 45
- 72Vл = 5Vл2 - 45
- 5Vл2 - 72Vл - 45 = 0
- Решение квадратного уравнения через дискриминант:
- D = b2 - 4ac = (-72)2 - 4 * 5 * (-45) = 5184 + 900 = 6084
- √D = √6084 = 78
- Vл1 = (72 + 78) / (2 * 5) = 150 / 10 = 15 км/ч
- Vл2 = (72 - 78) / (2 * 5) = -6 / 10 = -0.6 км/ч (скорость не может быть отрицательной)
Ответ: Скорость лодки в неподвижной воде равна 15 км/ч.