Чтобы решить задачу о скорости течения реки, давайте обозначим некоторые переменные и сделаем все шаги по порядку.
Определим известные данные:
- Расстояние от одной пристани до другой: \( S = 20 \) км.
- Время в пути: \( T = 2 \) ч 15 мин = \( 2.25 \) ч (поскольку 15 мин = 0.25 ч).
- Собственная скорость катера: \( V_k = 18 \) км/ч.
Обозначим скорость течения реки:
- Пусть скорость течения реки будет \( V_t \) км/ч.
Скорости катера по направлению и против течения:
- По направлению течения: \( V_k + V_t = 18 + V_t \) км/ч.
- Против течения: \( V_k - V_t = 18 - V_t \) км/ч.
Запишем время в пути для обеих частей поездки:
- Время по пути вниз (по течению): \[ T_1 = \frac{S}{V_k + V_t} = \frac{20}{18 + V_t} \]
- Время по пути вверх (против течения): \[ T_2 = \frac{S}{V_k - V_t} = \frac{20}{18 - V_t} \]
Сложим времена пути и приравняем к общему времени: \[ T_1 + T_2 = 2.25 \] Подставляем выражения для \( T_1 \) и \( T_2 \): \[ \frac{20}{18 + V_t} + \frac{20}{18 - V_t} = 2.25 \]
Умножим обе стороны на общий знаменатель \( (18 + V_t)(18 - V_t) \): \[ 20(18 - V_t) + 20(18 + V_t) = 2.25(18 + V_t)(18 - V_t) \]
Упрощаем left-hand side (левая часть): \[ 360 - 20V_t + 360 + 20V_t = 720 \] Таким образом, она становится: \[ 720 = 2.25(18^2 - V_t^2) = 2.25(324 - V_t^2) \]
Разделим обе стороны на 2.25: \[ \frac{720}{2.25} = 324 - V_t^2 \] \[ 320 = 324 - V_t^2 \] \[ V_t^2 = 324 - 320 = 4 \]
Решаем уравнение для \( V_t \): \[ V_t = \sqrt{4} = 2 \]
Ответ: Скорость течения реки \( V_t = 2 \) км/ч.
Таким образом, скорость течения реки составляет 2 км/ч.