Для решения задачи нам необходимо определить скорость теплохода по течению реки. Поскольку у нас есть данные о времени, затраченном теплоходом в пути, и расстоянии, которое он прошёл, мы можем использовать систему уравнений.
Давайте обозначим:
- \( v_t \) — скорость теплохода в стоячей воде (без течения);
- \( v_r \) — скорость течения реки.
По условию, скорость теплохода по течению будет равна \( v_t + v_r \), а против течения — \( v_t - v_r \).
Теперь запишем уравнения, основываясь на данных из задачи.
- Первое уравнение (1 час по течению и 8 часов против течения):
Расстояние, пройденное по течению:
\[ d_1 = (v_t + v_r) \cdot 1 \]
Расстояние, пройденное против течения:
\[ d_2 = (v_t - v_r) \cdot 8 \]
Общее расстояние:
\[ d_1 + d_2 = 310 \quad (1) \]
Подставим выражения для \( d_1 \) и \( d_2 \):
\[ (v_t + v_r) \cdot 1 + (v_t - v_r) \cdot 8 = 310 \]
Раскроем скобки:
\[ v_t + v_r + 8v_t - 8v_r = 310 \]
Упростим:
\[ 9v_t - 7v_r = 310 \quad (1) \]
- Второе уравнение (2 часа по течению и 4 часа против течения):
Расстояние, пройденное по течению:
\[ d_3 = (v_t + v_r) \cdot 2 \]
Расстояние, пройденное против течения:
\[ d_4 = (v_t - v_r) \cdot 4 \]
Общее расстояние:
\[ d_3 + d_4 = 212 \quad (2) \]
Подставим выражения для \( d_3 \) и \( d_4 \):
\[ (v_t + v_r) \cdot 2 + (v_t - v_r) \cdot 4 = 212 \]
Раскроем скобки:
\[ 2v_t + 2v_r + 4v_t - 4v_r = 212 \]
Упростим:
\[ 6v_t - 2v_r = 212 \quad (2) \]
Теперь у нас есть система уравнений:
- \( 9v_t - 7v_r = 310 \)
- \( 6v_t - 2v_r = 212 \)
Давайте выразим \( v_r \) через \( v_t \) из второго уравнения:
\[ 2v_r = 6v_t - 212 \] \[ v_r = 3v_t - 106 \quad (3) \]
Теперь подставим \( v_r \) из уравнения (3) в уравнение (1):
\[ 9v_t - 7(3v_t - 106) = 310 \]
Раскроем скобки:
\[ 9v_t - 21v_t + 742 = 310 \]
Упростим:
\[ -12v_t + 742 = 310 \]
Теперь изолируем \( v_t \):
\[ -12v_t = 310 - 742 \] \[ -12v_t = -432 \] \[ v_t = \frac{-432}{-12} \] \[ v_t = 36 \]
Теперь найдем \( v_r \):
Подставим \( v_t \) в уравнение (3):
\[ v_r = 3 \cdot 36 - 106 \] \[ v_r = 108 - 106 \] \[ v_r = 2 \]
Теперь мы можем ответить на вопрос о скорости теплохода по течению реки:
\[ v_t + v_r = 36 + 2 = 38 \, \text{км/ч} \]
Ответ: Скорость теплохода по течению реки равна 38 км/ч.