Чтобы решить задачу о теплоходе, нужно использовать известные формулы движения и учитывать скорость течения реки. Давайте обозначим скорость теплохода в неподвижной воде как \( v \) км/ч.
- Скорость теплохода по течению: когда теплоход движется по течению реки, его скорость равна \( v + 5 \) км/ч (где 5 км/ч — скорость течения).
- Скорость теплохода против течения: когда теплоход движется против течения, его скорость равна \( v - 5 \) км/ч.
Сначала найдем время, за которое теплоход проходит в одном направлении, а также время, за которое он возвращается:
Время в пути по течению: \[ t_1 = \frac{132}{v + 5} \]
Время в пути против течения: \[ t_2 = \frac{132}{v - 5} \]
Согласно условию задачи, общее время от отправления до возвращения — 32 часа, но оно включает время на стоянку 21 час. Таким образом, время в пути составляет: \[ t_1 + t_2 = 32 - 21 = 11 \text{ часов} \]
Теперь подставим выражения для \( t_1 \) и \( t_2 \) в уравнение: \[ \frac{132}{v + 5} + \frac{132}{v - 5} = 11 \]
Умножим всё уравнение на \( (v + 5)(v - 5) \), чтобы избавиться от дробей: \[ 132(v - 5) + 132(v + 5) = 11(v^2 - 25) \]
Соберём всё вместе: \[ 132v - 660 + 132v + 660 = 11v^2 - 275 \] \[ 264v = 11v^2 - 275 \] Перегруппируем и приведём уравнение к стандартному виду: \[ 11v^2 - 264v - 275 = 0 \]
Теперь разделим всё на 11 для упрощения: \[ v^2 - 24v - 25 = 0 \]
Решим квадратное уравнение с помощью формулы: \[ v = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \] где \( a = 1, b = -24, c = -25 \): \[ v = \frac{24 \pm \sqrt{(-24)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-25)}}{2 \cdot 1} \] \[ v = \frac{24 \pm \sqrt{576 + 100}}{2} \] \[ v = \frac{24 \pm \sqrt{676}}{2} \] \[ v = \frac{24 \pm 26}{2} \]
Теперь найдем два возможных значения:
- \( v = \frac{50}{2} = 25 \) км/ч
- \( v = \frac{-2}{2} = -1 \) км/ч (негативная скорость не имеет смысла)
Таким образом, скорость теплохода в неподвижной воде составляет 25 км/ч.