Для решения задачи о пассажирах в автобусах, давайте разобьем проблему на части и подробно изучим ситуацию.
Шаг 1: Обозначим переменные
- Пусть \( n \) — количество автобусов.
- Пусть \( m \) — количество пассажиров в каждом автобусе на начало пути.
Шаг 2: Изучим первую часть задачи
По условию, на половине пути один автобус вышел из строя. После этого количество автобусов стало \( n - 1 \). Пассажиров в каждом автобусе увеличилось на 5. Таким образом, у нас есть уравнение для пассажиров:
\[ \frac{nm}{n - 1} = m + 5 \]
Здесь левая часть — общее количество пассажиров, деленное на оставшиеся автобусы \( n - 1 \), равно новому количеству пассажиров в каждом автобусе, которое стало \( m + 5 \).
Шаг 3: Перепишем уравнение
Перепишем уравнение, чтобы избавиться от дробей:
\[ nm = (m + 5)(n - 1) \]
Раскроем скобки:
\[ nm = mn - m + 5n - 5 \]
Теперь упростим:
\[ 0 = -m + 5n - 5 \] \[ m = 5n - 5 \]
Шаг 4: Изучим вторую часть задачи
Теперь, на обратном пути вышло ещё два автобуса. Количество оставшихся автобусов \( n - 3 \), и в каждом осталось \( m + 21 \) пассажиров. Запишем новое уравнение:
\[ \frac{nm}{n - 3} = m + 21 \]
Следуя аналогичной логике, преобразуем уравнение:
\[ nm = (m + 21)(n - 3) \]
Раскроем скобки:
\[ nm = mn - 3m + 21n - 63 \]
Упростим:
\[ 0 = -3m + 21n - 63 \] \[ 3m = 21n - 63 \] \[ m = 7n - 21 \]
Шаг 5: Составим систему уравнений
Теперь у нас есть система уравнений:
- \( m = 5n - 5 \) (1)
- \( m = 7n - 21 \) (2)
Подставим (1) в (2):
\[ 5n - 5 = 7n - 21 \]
Решим это уравнение:
\[ -5 + 21 = 7n - 5n \] \[ 16 = 2n \implies n = 8 \]
Шаг 6: Найдем \( m \)
Теперь подставим \( n = 8 \) в любое из уравнений, например, в (1):
\[ m = 5(8) - 5 = 40 - 5 = 35 \]
Итак, мы получили результат:
- Количество автобусов: 8
- Количество пассажиров в каждом автобусе: 35
Шаг 7: Проверка условий задачи
- После выхода одного автобуса остается 7 автобусов, в каждом 40 пассажиров (то есть 35 + 5), что соответствует условию.
- После выхода еще двух автобусов остается 6 автобусов, в каждом 56 пассажиров (то есть 35 + 21), что также соответствует условию.
Таким образом, задача решена правильно.