Чтобы решить задачу о теплоходе, давайте разберем условия и обозначим известные величины.
Обозначим:
- \( V_t \) — собственная скорость теплохода (в км/ч).
- \( V_p = 6.5 \) км/ч — скорость течения реки.
Теплоход проплыл 4 км против течения и 33 км по течению. Расчитаем время, потраченное на каждую часть пути.
Против течения:
- Скорость теплохода будет равна \( V_t - V_p = V_t - 6.5 \) км/ч.
- Время, затраченное на путь против течения: \[ t_1 = \frac{4}{V_t - 6.5} \]
По течению:
- Скорость теплохода будет равна \( V_t + V_p = V_t + 6.5 \) км/ч.
- Время, затраченное на путь по течению: \[ t_2 = \frac{33}{V_t + 6.5} \]
Согласно условию, общее время в пути составило 1 час. Следовательно, мы можем записать уравнение: \[ t_1 + t_2 = 1 \] Подставим выражения для \( t_1 \) и \( t_2 \): \[ \frac{4}{V_t - 6.5} + \frac{33}{V_t + 6.5} = 1 \]
Теперь найдем общий знаменатель и упростим уравнение: \[ \frac{4(V_t + 6.5) + 33(V_t - 6.5)}{(V_t - 6.5)(V_t + 6.5)} = 1 \] Упростим числитель: \[ 4V_t + 26 + 33V_t - 214.5 = 1 \] \[ 37V_t - 188.5 = (V_t - 6.5)(V_t + 6.5) \] Теперь вычислим правую часть (разность квадратов): \[ 37V_t - 188.5 = V_t^2 - 42.25 \]
Переносим все в одну сторону: \[ V_t^2 - 37V_t + (42.25 - 188.5) = 0 \] \[ V_t^2 - 37V_t - 146.25 = 0 \]
Теперь воспользуемся формулой дискриминанта для решения квадратного уравнения: \[ D = b^2 - 4ac = (-37)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-146.25) = 1369 + 585 = 1954 \] Найдем \( V_t \): \[ V_t = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{37 \pm \sqrt{1954}}{2} \]
Теперь можно найти значения \( V_t \): Вычислим \( \sqrt{1954} \approx 44.24 \): \[ V_t = \frac{37 \pm 44.24}{2} \] Решения будут: \[ V_t \approx \frac{81.24}{2} \approx 40.62 \quad \text{(положительное решение)} \] \[ V_t \approx \frac{-7.24}{2} \quad \text{(отрицательное значение, не подходит)} \]
Таким образом, собственная скорость теплохода составляет примерно 40.62 км/ч.