Для решения задачи начнем с обозначений. Пусть:
- Скорость второго автомобиля (медленнее) равна ( v ) км/ч.
- Скорость первого автомобиля (быстрее) будет тогда равна ( v + 9 ) км/ч.
Обозначим время, которое требуется второму автомобилю для прохождения 540 км, как ( t ) часов. Тогда время, которое требуется первому автомобилю, будет ( t - 2 ) часа, так как он прибыл на 2 часа раньше.
Теперь можем записать уравнения для времени в зависимости от скорости и расстояния. Время находится по формуле:
[
t = \frac{S}{v}
]
где ( S ) — расстояние, ( v ) — скорость.
Для второго автомобиля:
[
t = \frac{540}{v}
]
Для первого автомобиля:
[
t - 2 = \frac{540}{v + 9}
]
Теперь можем подставить значение ( t ) из первого уравнения во второе:
[
\frac{540}{v} - 2 = \frac{540}{v + 9}
]
Умножим оба выражения на ( v(v + 9) ) для избавления от дробей:
[
540(v + 9) - 2v(v + 9) = 540v
]
Раскроем скобки:
[
540v + 4860 - 2v^2 - 18v = 540v
]
Теперь упростим уравнение:
[
4860 - 2v^2 - 18v = 0
]
Перепишем уравнение в стандартной форме:
[
2v^2 + 18v - 4860 = 0
]
Разделим все коэффициенты на 2:
[
v^2 + 9v - 2430 = 0
]
Теперь применим формулу решения квадратного уравнения:
[
v = \frac{{-b \pm \sqrt{{b^2 - 4ac}}}}{2a}
]
Здесь ( a = 1 ), ( b = 9 ), ( c = -2430 ):
[
b^2 - 4ac = 9^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-2430) = 81 + 9720 = 9801
]
Теперь находим корень:
[
\sqrt{9801} = 99
]
Теперь подставляем значение в формулу:
[
v = \frac{{-9 \pm 99}}{2}
]
Находим два значения:
- ( v = \frac{90}{2} = 45 ) (положительное значение)
- ( v = \frac{-108}{2} = -54 ) (отрицательное значение, не подходит)
Таким образом, скорость второго автомобиля равна ( 45 ) км/ч.
Теперь найдем скорость первого автомобиля:
[
v + 9 = 45 + 9 = 54 \text{ км/ч}
]
Ответ: Скорость первого автомобиля составляет ( 54 ) км/ч.