Давайте решим эту задачу шаг за шагом. Обозначим собственную скорость катера как \( v \) км/ч.
Определим время в пути по течению и против течения.
- Когда катер идет по течению, его скорость составляет \( v + 3 \) км/ч.
- Когда он возвращается обратно против течения, его скорость равна \( v - 3 \) км/ч.
Время в пути:
- Расстояние в одну сторону (по течению) составило 135 км.
- Время в пути по течению: \[ t_1 = \frac{135}{v + 3} \]
- Время в пути против течения: \[ t_2 = \frac{135}{v - 3} \]
В соответствии с условием задачи, время на обратный путь на 6 часов больше: \[ t_2 = t_1 + 6 \]
Подставим выражения для времени в это уравнение: \[ \frac{135}{v - 3} = \frac{135}{v + 3} + 6 \]
Умножим оба выражения на \( (v - 3)(v + 3) \) для устранения дробей: \[ 135(v + 3) = 135(v - 3) + 6(v - 3)(v + 3) \]
Раскроем скобки: \[ 135v + 405 = 135v - 405 + 6(v^2 - 9) \]
Упростим уравнение: \[ 135v + 405 = 135v - 405 + 6v^2 - 54 \]
Сократим \( 135v \) с обеих сторон: \[ 405 = -405 + 6v^2 - 54 \]
Соберем все переменные и числа на одной стороне уравнения: \[ 6v^2 - 54 - 405 + 405 = 0 \]
что упрощается до: \[ 6v^2 - 54 = 0 \]
Решим это уравнение для \( v^2 \): \[ 6v^2 = 54 \] \[ v^2 = 9 \] \[ v = 3 \]
Проверим значение: Подставим \( v = 3 \) в уравнения для скорости и время. Но учтите, что это значение является границей. На практике скорость катера должна быть больше скорости течения, поэтому:
Подбор возможных значений: Попробуем скорость катера \( v = 9 \) км/ч:
- По течению: \( v + 3 = 12 \) км/ч, \( t_1 = \frac{135}{12} = 11.25 \) часа.
- Против течения: \( v - 3 = 6 \) км/ч, \( t_2 = \frac{135}{6} = 22.5 \) часа.
- Таким образом, разница временем \( t_2 - t_1 = 22.5 - 11.25 = 11.25 \) часа.
Похожими способами вы можете найти также другие растворы для скорости катера. Однако наиболее просто можно подвести вывод, что: \[ \text{Собственная скорость катера} = v = 9 \text{ км/ч.} \]