Для решения данной задачи давайте обозначим:
- \( v \) — скорость прогулочного теплохода в стоячей воде (км/ч).
- \( c \) — скорость течения реки (км/ч).
Когда теплоход движется по течению, его скорость равна \( v + c \), а когда он движется против течения, его скорость равна \( v - c \).
Известно, что теплоход проплывает расстояние \( S \) по течению за 3 часа со скоростью \( 24 \) км/ч. Мы можем выразить расстояние как:
\[ S = (v + c) \cdot 3 \]
Обратно, он возвращается за 4 часа. Тогда расстояние будет:
\[ S = (v - c) \cdot 4 \]
Так как оба выражения равны \( S \), можем приравнять их:
\[ (v + c) \cdot 3 = (v - c) \cdot 4 \]
Теперь упростим уравнение:
\[ 3v + 3c = 4v - 4c \]
Переносим все \( v \) в одну часть, а \( c \) в другую:
\[ 3c + 4c = 4v - 3v \]
Получаем:
\[ 7c = v \]
Теперь подставим значение скорости теплохода по течению около 24 км/ч. Это расстояние также можно выразить через \( v + c \):
\[ v + c = 24 \]
Таким образом, у нас есть система уравнений:
- \( v = 7c \)
- \( v + c = 24 \)
Теперь подставим первое уравнение во второе:
\[ 7c + c = 24 \] \[ 8c = 24 \] \[ c = 3 \]
Теперь, подставив значение \( c \) в первое уравнение, найдем \( v \):
\[ v = 7 \cdot 3 = 21 \]
Итак, скорость теплохода в стоячей воде составляет \( 21 \) км/ч, а скорость течения реки — \( 3 \) км/ч.