Для решения задачи сначала обозначим скорость моторной лодки в неподвижной воде как ( v ) км/ч.
Скорость течения реки у нас известна и равна 4 км/ч. Таким образом, скорость лодки против течения составит ( v - 4 ) км/ч, а скорость по течению будет равна ( v + 4 ) км/ч.
Теперь давайте найдем время, затраченное на путь против течения и время на обратный путь. Расстояние, которое лодка прошла, составляет 234 км.
Время на путь против течения:
[
t_1 = \frac{234}{v - 4}
]
Время на обратный путь:
[
t_2 = \frac{234}{v + 4}
]
По условию задачи мы знаем, что на обратный путь лодка затратила на 4 часа меньше, чем на путь против течения:
[
t_1 - t_2 = 4
]
Подставим выражения для ( t_1 ) и ( t_2 ) в это уравнение:
[
\frac{234}{v - 4} - \frac{234}{v + 4} = 4
]
Теперь упростим данное уравнение. Найдем общий знаменатель:
[
\frac{234(v + 4) - 234(v - 4)}{(v - 4)(v + 4)} = 4
]
Упрощаем числитель:
[
234(v + 4 - (v - 4)) = 234(v + 4 - v + 4) = 234 \cdot 8 = 1872
]
Теперь подставим это в уравнение:
[
\frac{1872}{(v - 4)(v + 4)} = 4
]
Умножим обе стороны на ((v - 4)(v + 4)):
[
1872 = 4(v^2 - 16)
]
Раскроем скобки:
[
1872 = 4v^2 - 64
]
Переносим все в одну сторону:
[
4v^2 - 64 - 1872 = 0
]
[
4v^2 - 1936 = 0
]
[
4v^2 = 1936
]
[
v^2 = 484
]
[
v = \sqrt{484} = 22
]
Таким образом, скорость лодки в неподвижной воде составляет 22 км/ч.