Для решения задачи сначала обозначим несколько переменных:
- Пусть \( S \) — расстояние, которое Петя проходит до нижнего вестибюля.
- Пусть \( v \) — скорость, с которой Петя идет по эскалатору.
- Пусть \( e \) — скорость эскалатора.
Теперь рассмотрим два случая:
- Когда Петя идет спокойным шагом (время 1 минута или 60 секунд):
Петя идет вниз по эскалатору, и его полная скорость равна \( v + e \). За 60 секунд он проходит всё расстояние \( S \):
\[ S = (v + e) \cdot 60 \]
- Когда Петя идет в два раза быстрее (время 45 секунд):
Теперь скорость Пети \( 2v \). Его полная скорость будет равна \( 2v + e \), и за 45 секунд он также проходит всё расстояние \( S \):
\[ S = (2v + e) \cdot 45 \]
Теперь у нас есть две формулы для расстояния \( S \):
- \( S = (v + e) \cdot 60 \)
- \( S = (2v + e) \cdot 45 \)
Поскольку эти расстояния одинаковые, приравняем их:
\[ (v + e) \cdot 60 = (2v + e) \cdot 45 \]
Теперь раскроем скобки:
\[ 60v + 60e = 90v + 45e \]
Теперь соберем все \( v \) и \( e \) в одно уравнение:
\[ 60e - 45e = 90v - 60v \]
Это упростится до:
\[ 15e = 30v \]
Разделим обе стороны на 15:
\[ e = 2v \]
Теперь подставим это значение обратно в одно из уравнений для \( S \). Используем первое:
\[ S = (v + e) \cdot 60 = (v + 2v) \cdot 60 = 3v \cdot 60 = 180v \]
Теперь найдем время, которое Петя потратит, если будет стоять на эскалаторе. Если он стоит на эскалаторе, тогда его скорость равна скорости эскалатора \( e \):
\[ Время = \frac{S}{e} = \frac{180v}{2v} = 90 \]
Таким образом, Petya доедет до низа, неподвижно стоя на эскалаторе, за 90 секунд.