Для решения задачи воспользуемся формулой пути:
\[ S = V \cdot t \]
где:
- \( S \) — путь,
- \( V \) — скорость,
- \( t \) — время.
Дано:
- Путь против течения реки (в один конец) \( S = 391 \) км.
- Скорость течения реки \( V_{t} = 3 \) км/ч.
- Время на обратный путь на 6 часов меньше, чем на путь против течения.
Обозначим:
- Скорость лодки в неподвижной воде \( V \) (км/ч).
- Время, затраченное на путь против течения, обозначим как \( t_1 \).
- Время, затраченное на обратный путь по течению, обозначим как \( t_2 \).
1. Запишем уравнения для времени:
Время на путь против течения: \[ t_1 = \frac{S}{V - V_{t}} = \frac{391}{V - 3} \]
Время на обратный путь по течению: \[ t_2 = \frac{S}{V + V_{t}} = \frac{391}{V + 3} \]
2. Учитывая данное условие:
Согласно условию задачи: \[ t_2 = t_1 - 6 \] Подставим выражения для \( t_1 \) и \( t_2 \): \[ \frac{391}{V + 3} = \frac{391}{V - 3} - 6 \]
3. Условия упростим:
Умножим обе стороны уравнения на \( (V + 3)(V - 3) \), чтобы избавиться от дробей: \[ 391(V - 3) = 391(V + 3) - 6(V - 3)(V + 3) \]
Раскроем скобки: \[ 391V - 1173 = 391V + 1173 - 6(V^2 - 9) \]
Упростим: \[ 391V - 1173 = 391V + 1173 - 6V^2 + 54 \]
Сократим \( 391V \) с обеих сторон: \[ -1173 = 1173 - 6V^2 + 54 \]
4. Объединим и упростим:
Теперь соберем все в одну сторону: \[ -1173 - 1173 - 54 = -6V^2 \] \[ -2400 = -6V^2 \] Разделим на -6: \[ 400 = V^2 \]
5. Найдем скорость лодки:
Теперь найдем \( V \): \[ V = \sqrt{400} = 20 \text{ км/ч} \]
Ответ:
Скорость лодки в неподвижной воде составляет 20 км/ч.