Ответ: Ваня догонит Лену через 20 минут после своего выхода.
Краткое пояснение: Определим относительную скорость Вани и Лены, а затем рассчитаем время, когда Ваня догонит Лену.
- Шаг 1: Определяем скорость Вани и Лены.
Пусть расстояние от дома до школы равно S. Тогда:
- Скорость Вани: \(V_В = \frac{S}{30}\)
- Скорость Лены: \(V_Л = \frac{S}{40}\)
- Шаг 2: Определяем время, которое Лена шла до выхода Вани.
Лена вышла на 5 минут раньше, поэтому время, которое она шла до выхода Вани, равно 5 минутам.
- Шаг 3: Определяем расстояние, которое прошла Лена за это время.
Расстояние, которое прошла Лена, равно:
\[S_Л = V_Л \cdot 5 = \frac{S}{40} \cdot 5 = \frac{S}{8}\]
- Шаг 4: Определяем относительную скорость Вани и Лены.
Относительная скорость равна разнице скоростей Вани и Лены:
\[V_{отн} = V_В - V_Л = \frac{S}{30} - \frac{S}{40} = \frac{4S - 3S}{120} = \frac{S}{120}\]
- Шаг 5: Определяем время, через которое Ваня догонит Лену.
Время, через которое Ваня догонит Лену, равно:
\[t = \frac{S_Л}{V_{отн}} = \frac{\frac{S}{8}}{\frac{S}{120}} = \frac{S}{8} \cdot \frac{120}{S} = \frac{120}{8} = 15 \ (минут)\]
- Шаг 6: Так как в вопросе спрашивается, через сколько минут после выхода Вани он догонит Лену, прибавляем 5 минут, которые Лена шла до выхода Вани.
Тогда Ваня догонит Лену через:
\[15 + 5 = 20 \ (минут)\]
Ответ: Ваня догонит Лену через 15 минут после своего выхода.