Давайте решим эту задачу шаг за шагом.
Обозначим скорость лодки в неподвижной воде как \( v \) км/ч. Скорость течения реки равна 4 км/ч. Это означает, что:
- Против течения лодка движется со скоростью \( v - 4 \) км/ч.
- По течению лодка движется со скоростью \( v + 4 \) км/ч.
Теперь вычислим время, которое лодка затрачивает на путь против течения и на путь по течению.
- Время на путь против течения:
Используем формулу времени: \( t = \frac{s}{v} \), где \( s \) — расстояние, а \( v \) — скорость. Для пути против течения на расстояние 77 км: \[ t_1 = \frac{77}{v - 4} \]
- Время на путь по течению:
Для обратного пути, на том же расстоянии 77 км, скорость будет \( v + 4 \) км/ч: \[ t_2 = \frac{77}{v + 4} \]
По условию задачи, время возвращения на 2 часа меньше, чем время в пути против течения, что можно выразить следующим образом: \[ t_1 - t_2 = 2 \] Подставляем значения времени: \[ \frac{77}{v - 4} - \frac{77}{v + 4} = 2 \]
Теперь произведем приведение к общему знаменателю: \[ \frac{77(v + 4) - 77(v - 4)}{(v - 4)(v + 4)} = 2 \]
Упрощаем числитель: \[ \frac{77v + 308 - 77v + 308}{(v - 4)(v + 4)} = 2 \] \[ \frac{616}{(v - 4)(v + 4)} = 2 \]
Теперь перемножим обе стороны на \((v - 4)(v + 4)\): \[ 616 = 2(v^2 - 16) \] \[ 616 = 2v^2 - 32 \] \[ 2v^2 - 32 - 616 = 0 \] \[ 2v^2 - 648 = 0 \] \[ v^2 = 324 \] \[ v = 18 \quad (\text{взяли положительное корень, так как скорость не может быть отрицательной}) \]
Таким образом, скорость лодки в неподвижной воде составляет 18 км/ч.