Для решения данной задачи давайте обозначим переменные и использовать формулы для средней скорости.
Обозначим:
- \( v_2 \) — средняя скорость на второй половине пути.
- Тогда скорость на первой половине пути будет \( v_1 = 3v_2 \).
Пусть расстояние на каждой половине пути равно \( S \). Средняя скорость на всем пути составляет 6 км/ч. Если мы обозначим время, затраченное на первую половину пути как \( t_1 \), а на вторую половину как \( t_2 \), то можем сказать:
\[ t_1 = \frac{S}{v_1} = \frac{S}{3v_2} \quad \text{и} \quad t_2 = \frac{S}{v_2} \]
Общее время на весь путь:
\[ T = t_1 + t_2 = \frac{S}{3v_2} + \frac{S}{v_2} \]
Объединим эти дроби:
\[ T = \frac{S}{3v_2} + \frac{3S}{3v_2} = \frac{4S}{3v_2} \]
Теперь мы знаем, что средняя скорость на всем пути определяется как:
\[ V_{средн.} = \frac{S_{общ.}}{T_{общ.}} = \frac{2S}{T} \]
Так как расстояние \( S_{общ.} = 2S \), подставляем в формулу:
\[ 6 = \frac{2S}{\frac{4S}{3v_2}} \]
Упростим это выражение:
\[ 6 = \frac{2S \cdot 3v_2}{4S} = \frac{6v_2}{4} = \frac{3v_2}{2} \]
Теперь решим для \( v_2 \):
\[ 6 = \frac{3v_2}{2} \Rightarrow 12 = 3v_2 \Rightarrow v_2 = 4 \text{ км/ч} \]
Теперь мы можем найти скорость на первой половине пути:
\[ v_1 = 3v_2 = 3 \cdot 4 = 12 \text{ км/ч} \]
Таким образом, средняя скорость катера на первой половине пути составляет 12 км/ч.