Для решения задачи обозначим:
- ( v ) — скорость лодки в неподвижной воде (км/ч).
- Скорость течения реки равна 3 км/ч.
При движении против течения скорость лодки будет ( v - 3 ) км/ч, а при движении по течению — ( v + 3 ) км/ч.
Шаг 1: Определим время движения
Время, затраченное на путь против течения (280 км):
[
t_1 = \frac{280}{v - 3}
]
Время на обратный путь, движущись по течению:
[
t_2 = \frac{280}{v + 3}
]
Шаг 2: Условие задачи
Согласно условию, на обратный путь лодка потратила на 6 часов меньше, чем на путь против течения. Это можно записать как:
[
t_2 = t_1 - 6
]
Теперь подставим выражения для ( t_1 ) и ( t_2 ):
[
\frac{280}{v + 3} = \frac{280}{v - 3} - 6
]
Шаг 3: Упрощаем уравнение
Умножим обе стороны уравнения на ( (v - 3)(v + 3) ), чтобы избавиться от дробей:
[
280(v - 3) = 280(v + 3) - 6(v^2 - 9)
]
Шаг 4: Раскрываем скобки
Раскроем скобки:
[
280v - 840 = 280v + 840 - 6v^2 + 54
]
Сократим ( 280v ) по обеим сторонам:
[
-840 = 840 - 6v^2 + 54
]
Шаг 5: Переносим все в одну сторону
Соберём все термины в одну сторону уравнения:
[
-6v^2 + 840 + 54 + 840 = 0
]
[
-6v^2 + 1734 = 0
]
Теперь подставим в уравнение:
[
6v^2 = 1734
]
Шаг 6: Решаем уравнение
Поделим обе стороны на 6:
[
v^2 = \frac{1734}{6} \approx 289
]
Теперь найдём ( v ):
[
v = \sqrt{289} = 17
]
Ответ
Скорость лодки в неподвижной воде составляет 17 км/ч.