Давайте обозначим:
- скорость работы мастера (количество деталей, которые мастер делает за час) через \( m \).
- скорость работы ученика (количество деталей, которые ученик делает за час) через \( u \).
Согласно условию задачи:
- Ученик на 9 часов больше тратит на изготовление 324 деталей, чем мастер на изготовление 549 деталей.
- Ученик делает на 16 деталей меньше, чем мастер, т.е. \( u = m - 16 \).
Теперь найдем времени, затрачиваемое мастером и учеником на изготовление деталей:
Время, затраченное мастером: \[ t_m = \frac{549}{m} \]
Время, затраченное учеником: \[ t_u = \frac{324}{u} \]
По условию задачи у нас есть следующее уравнение: \[ t_u = t_m + 9 \] Подставим наши выражения для времени: \[ \frac{324}{u} = \frac{549}{m} + 9 \]
Заменим \( u \) выражением через \( m \): \[ \frac{324}{m - 16} = \frac{549}{m} + 9 \]
Теперь умножим обе части уравнения на \( m(m - 16) \) для избавления от дробей: \[ 324m = 549(m - 16) + 9m(m - 16) \]
Раскроем скобки: \[ 324m = 549m - 8784 + 9m^2 - 144m \]
Соберем все слагаемые в одну сторону: \[ 9m^2 - 549m + 324m + 144m - 8784 = 0 \] \[ 9m^2 - 81m - 8784 = 0 \]
Разделим все уравнение на 9: \[ m^2 - 9m - 976 = 0 \]
Теперь используем формулу квадратного уравнения \( m = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \): \[ m = \frac{9 \pm \sqrt{(-9)^2 - 4(1)(-976)}}{2(1)} \] \[ m = \frac{9 \pm \sqrt{81 + 3904}}{2} \] \[ m = \frac{9 \pm \sqrt{3985}}{2} \]
Находим квадратный корень: \[ \sqrt{3985} \approx 63.14 \] \[ m \approx \frac{9 + 63.14}{2} \quad \text{и} \quad m \approx \frac{9 - 63.14}{2} \]
Первое значение: \[ m \approx \frac{72.14}{2} \approx 36.07 \]
Второе значение будет отрицательным, что не имеет смысла в контексте этой задачи. Поэтому принимаем: \( m \approx 36 \) (округляем).
Теперь найдем скорость ученика: \[ u = m - 16 = 36 - 16 = 20 \]
Таким образом, ученик делает 20 деталей в час.