Обозначим скорость течения реки как ( v ) км/ч. Скорость моторной лодки против течения будет равна ( 13 - v ) км/ч, а скорость по течению — ( 13 + v ) км/ч.
Пусть время, затраченное на путь против течения, равно ( t_1 ) часов, а на путь по течению — ( t_2 ) часов. Тогда согласно условию задачи:
Согласно условию, ( t_1 - t_2 = 2 ) часа. Подставим значения:
[
\frac{168}{13 - v} - \frac{168}{13 + v} = 2
]
Умножим оба члена на ( (13 - v)(13 + v) ) для устранения знаменателей:
[
168(13 + v) - 168(13 - v) = 2(13 - v)(13 + v)
]
Соберем подобные слагаемые:
[
168(13 + v - 13 + v) = 2(169 - v^2)
]
[
168(2v) = 338 - 2v^2
]
[
336v = 338 - 2v^2
]
Приведем уравнение к стандартному виду:
[
2v^2 + 336v - 338 = 0
]
Разделим всё на 2:
[
v^2 + 168v - 169 = 0
]
Теперь применим формулу для нахождения корней квадратного уравнения:
[
v = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
]
где ( a = 1, b = 168, c = -169 ):
[
b^2 - 4ac = 168^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-169) = 28224 + 676 = 28900
]
Теперь найдём корень:
[
\sqrt{28900} = 170
]
Теперь подставим это значение в формулу корней:
[
v = \frac{-168 \pm 170}{2}
]
Это даёт два возможных корня:
- ( v = \frac{2}{2} = 1 )
- ( v = \frac{-338}{2} = -169 ) (не имеет физического смысла)
Таким образом, скорость течения реки равна ( 1 ) км/ч.