Для решения задачи нам нужно определить собственную скорость катера на основе его пути и времени, за которое он его прошел.
Данные задачи:
- Время отправления из пункта A: 12:00.
- Путь до пункта B: 80 км по течению реки.
- Путь обратно в пункт C: 99 км против течения реки.
- Время прибытия в пункт C: 19:00.
- Скорость течения реки: 5 км/ч.
Определим общее время путешествия:
- Время отправления: 12:00
- Время прибытия: 19:00
- Общее время в пути = 19:00 - 12:00 = 7 часов.
Разделим путь на две части:
- Путь от A до B (80 км) и путь от B до C (99 км).
- Поскольку катер движется по течению реки до B, его скорость в этом случае равна: \[ V_{\text{по течению}} = V_{\text{катера}} + V_{\text{течения}} \]
- Обратно, против течения: \[ V_{\text{против течения}} = V_{\text{катера}} - V_{\text{течения}} \]
Обозначим собственную скорость катера как V:
- По течению (в пути A-B): \( V + 5 \) км/ч.
- Против течения (в пути B-C): \( V - 5 \) км/ч.
Время движения до B и обратно в C:
- Время в пути от A до B: \[ t_1 = \frac{80}{V + 5} \]
- Время в пути от B до C: \[ t_2 = \frac{99}{V - 5} \]
Составим уравнение для общего времени:
- Общее время: \[ t_1 + t_2 = 7 \] Подставим выражения для \( t_1 \) и \( t_2 \): \[ \frac{80}{V + 5} + \frac{99}{V - 5} = 7 \]
Умножим обе стороны на (V + 5)(V - 5), чтобы избавиться от дробей: \[ 80(V - 5) + 99(V + 5) = 7(V^2 - 25) \]
Раскроем скобки: \[ 80V - 400 + 99V + 495 = 7V^2 - 175 \] Объединим подобные: \[ 179V + 95 = 7V^2 - 175 \] Переместим все в одну сторону: \[ 7V^2 - 179V - 270 = 0 \]
Решим квадратное уравнение: Используем дискриминант: \[ D = b^2 - 4ac = (-179)^2 - 4 \cdot 7 \cdot (-270) \] \[ D = 32041 + 7560 = 39601 \] Теперь вычислим корни: \[ V = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{179 \pm \sqrt{39601}}{14} \]
Найдем \(\sqrt{39601} = 199\): \[ V = \frac{179 \pm 199}{14} \] Получаем два решения: \[ V_1 = \frac{378}{14} = 27 \quad \text{и} \quad V_2 = \frac{-20}{14} \quad (\text{отбрасываем, так как скорость не может быть отрицательной}) \]
Итак, собственная скорость катера: \[ V = 27 \text{ км/ч} \]
Таким образом, собственная скорость катера составляет 27 км/ч.