Для решения задачи начнем с обозначения переменных:
- Пусть \( v \) — скорость теплохода в неподвижной воде (км/ч).
- Скорость течения реки \( u = 1 \) км/ч.
Когда теплоход движется по течению, его скорость составляет \( v + u = v + 1 \) км/ч, а при движении против течения — \( v - u = v - 1 \) км/ч.
По условиям задачи, расстояние до пункта назначения составляет 255 км. Время, затраченное на путь по течению, можно выразить как:
\[ t_1 = \frac{255}{v + 1} \]
Затем теплоход стоит 2 часа, и возвращается обратно, т.е. время, затраченное на путь против течения, равно:
\[ t_2 = \frac{255}{v - 1} \]
Суммарное время, проведенное с момента выхода и до возвращения, равно \( 34 \) часа:
\[ t_1 + 2 + t_2 = 34 \]
Подставим значения \( t_1 \) и \( t_2 \):
\[ \frac{255}{v + 1} + 2 + \frac{255}{v - 1} = 34 \]
Упростим уравнение:
\[ \frac{255}{v + 1} + \frac{255}{v - 1} = 32 \]
Теперь умножим всё уравнение на общий знаменатель \( (v + 1)(v - 1) \):
\[ 255(v - 1) + 255(v + 1) = 32(v^2 - 1) \]
Упрощая это, получаем:
\[ 255v - 255 + 255v + 255 = 32v^2 - 32 \]
Это можно упростить до:
\[ 510v = 32v^2 - 32 \]
Переносим все на одну сторону:
\[ 32v^2 - 510v - 32 = 0 \]
Теперь можем решить это квадратное уравнение. Применим формулу для нахождения корней \( v = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \), где \( a = 32, b = -510, c = -32 \):
Сначала находим дискриминант:
\[ D = (-510)^2 - 4 \cdot 32 \cdot (-32) = 260100 + 4096 = 264196. \]
Теперь находим корни:
\[ v = \frac{510 \pm \sqrt{264196}}{64}. \]
Вычисляем корень:
\[ \sqrt{264196} \approx 514.14. \]
Теперь вычислим \( v \):
\[ v_1 = \frac{510 + 514.14}{64} \approx \frac{1024.14}{64} \approx 16.01, \] \[ v_2 = \frac{510 - 514.14}{64} \approx \frac{-4.14}{64} \approx -0.065. \]
Поскольку скорость не может быть отрицательной, принимаем \( v \approx 16 \) км/ч.
Таким образом, скорость теплохода в неподвижной воде составляет примерно 16 км/ч.