Чтобы найти среднее гармоническое скорость, нужно воспользоваться формулой:
\[ V_{ср. гармоническое} = \frac{n}{\sum_{i=1}^{n} \frac{1}{V_i}} \]
где \( n \) — количество скоростей, а \( V_i \) — сами скорости.
В нашем случае у нас три разных скорости:
- \( V_1 = 60 \) км/ч (в течение 5 часов)
- \( V_2 = 100 \) км/ч (в течение 3 часов)
- \( V_3 = 75 \) км/ч (в течение 4 часов)
Сначала посчитаем общее время в пути:
\[ t_{общ} = 5 + 3 + 4 = 12 \text{ часов} \]
Теперь вычислим общее расстояние для каждой части пути:
- Для первой части: \[ S_1 = V_1 \cdot t_1 = 60 \cdot 5 = 300 \text{ км} \]
- Для второй части: \[ S_2 = V_2 \cdot t_2 = 100 \cdot 3 = 300 \text{ км} \]
- Для третьей части: \[ S_3 = V_3 \cdot t_3 = 75 \cdot 4 = 300 \text{ км} \]
Теперь найдем общее расстояние:
\[ S_{общ} = S_1 + S_2 + S_3 = 300 + 300 + 300 = 900 \text{ км} \]
Теперь мы можем найти среднюю скорость:
\[ V_{ср} = \frac{S_{общ}}{t_{общ}} = \frac{900}{12} = 75 \text{ км/ч} \]
Таким образом, средняя скорость автомобиля на данном участке равна 75 км/ч.
Теперь возвращаемся к среднему гармоническому. Сначала найдем обратные значения скоростей:
\[ \frac{1}{V_1} = \frac{1}{60}, \quad \frac{1}{V_2} = \frac{1}{100}, \quad \frac{1}{V_3} = \frac{1}{75} \]
Теперь найдем сумму этих значений:
\[ \sum_{i=1}^{3} \frac{1}{V_i} = \frac{1}{60} + \frac{1}{100} + \frac{1}{75} \]
Найдём общий знаменатель, который равен 300:
\[ \frac{1}{60} = \frac{5}{300}, \quad \frac{1}{100} = \frac{3}{300}, \quad \frac{1}{75} = \frac{4}{300} \]
Теперь суммируем:
\[ \frac{5 + 3 + 4}{300} = \frac{12}{300} = \frac{1}{25} \]
Теперь подставим в формулу для среднего гармонического:
\[ V_{ср. гармоническое} = \frac{3}{\frac{12}{300}} = \frac{3 \cdot 300}{12} = \frac{900}{12} = 75 \text{ км/ч} \]
Таким образом, среднее гармоническое скорость автомобиля на данном участке также составляет 75 км/ч.