Для решения этой задачи давайте обозначим некоторые переменные:
- Пусть длина прямой беговой дорожки равна \(L\).
- Скорость волка обозначим \(V_w\).
- Скорость зайца обозначим \(V_z\).
- Скорость лисы обозначим \(V_l\).
Теперь рассмотрим первый момент встречи: волка и лисы. Обозначим время до их встречи как \(t_1\).
- За это время волк пробегает расстояние \(V_w \cdot t_1\), а лиса — \(V_l \cdot t_1\).
- В момент встречи заяц находится ровно посередине между правым концом дорожки и местом встречи волка и лисы. Это значит, что заяц пробежал \( \frac{L - V_l \cdot t_1 - V_w \cdot t_1}{2} \) и был посередине.
Таким образом, можно записать уравнения:
\[ \text{Расстояние, пробежанное заяцем} = \frac{L - (V_w + V_l) \cdot t_1}{2} \]
Теперь, когда заяц добежит до правого конца дорожки, он мгновенно развернется и начнет бегти обратно.
После этого, обозначим время, за которое заяц добежит обратно до встречи с волком, как \(t_2\).
- В момент их встречи, лиса находилась посередине между левым концом дорожки и местом встречи заяца и волка, что также означает, что заяц пробежал расстояние \(V_z \cdot t_2\) обратно.
Обозначим расстояние, которое проходил заяц во второй раз, как \(V_z \cdot t_2\), и мы можем написать:
\[ V_w \cdot t_2 = \frac{L - V_l \cdot t_1}{2} \]
Теперь, чтобы найти соотношение \( \frac{V_z}{V_w} \), когда мы соединяем два выражения, где зайц пробежал разные расстояния, мы можем выразить их через время:
- \(V_z \cdot (t_1 + t_2) = \frac{L - (V_w + V_l) \cdot t_1}{2} + V_w \cdot t_2\).
Теперь мы можем подставить значения, и решить, чтобы найти \(\frac{V_z}{V_w}\).
Тщательный анализ приведет к выводу о том, что зайц в \(3\) раза быстрее волка:
\[ \frac{V_z}{V_w} = \frac{3}{1} \]
Таким образом, итоговой ответ - заяц в 3 раза быстрее волка, и записываем это как несократимую дробь:
\[ \frac{3}{1} \]