Давайте обозначим собственную скорость баржи как ( v ) км/ч.
Скорость баржи по течению: когда баржа плывет вниз по течению, её скорость составит ( v + 5 ) км/ч (добавляем скорость течения).
Скорость баржи против течения: когда баржа плывет вверх по течению, её скорость составит ( v - 5 ) км/ч (вычитаем скорость течения).
Теперь можем рассчитать время, затраченное на каждый участок пути.
Сумма времени на оба участка пути равна 5 часам:
[
t_1 + t_2 = 5
]
Подставляем выражения для времени:
[
\frac{56}{v + 5} + \frac{54}{v - 5} = 5
]
Теперь умножим уравнение на ((v + 5)(v - 5)) для устранения дробей:
[
56(v - 5) + 54(v + 5) = 5(v^2 - 25)
]
Раскроем скобки:
[
56v - 280 + 54v + 270 = 5v^2 - 125
]
Объединим подобные термины:
[
110v - 10 = 5v^2 - 125
]
Перепишем уравнение:
[
5v^2 - 110v - 115 = 0
]
Разделим все на 5:
[
v^2 - 22v - 23 = 0
]
Теперь решим это квадратное уравнение с помощью дискриминанта:
[
D = b^2 - 4ac = (-22)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-23) = 484 + 92 = 576
]
Находим корни уравнения:
[
v = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{22 \pm 24}{2}
]
Корни:
- ( v = \frac{46}{2} = 23 ) км/ч
- ( v = \frac{-2}{2} = -1 ) (не имеет смысла)
Таким образом, собственная скорость баржи составляет 23 км/ч.