Давайте разберем задачу шаг за шагом. У нас есть два автомобиля, которые выезжают одновременно из одного города в другой, и нам нужно найти их скорости.
Обозначим переменные
- Пусть скорость второго автомобиля равна ( v ) (км/ч).
- Тогда скорость первого автомобиля будет равна ( v + 10 ) (км/ч), так как он быстрее второго на 10 км/ч.
Составим уравнения
Расстояние между городами равно 300 км. Время, которое затрачивает автомобиль, можно выразить через расстояние и скорость.
Время, затраченное вторым автомобилем:
[
t_2 = \frac{300}{v}
]
Время, затраченное первым автомобилем:
[
t_1 = \frac{300}{v + 10}
]
Условие задачи
Согласно условию, первый автомобиль приезжает на 1 час раньше второго, поэтому мы можем записать уравнение:
[
t_2 - t_1 = 1
]
Подставим выражения для времени
Подставим наши выражения в уравнение:
[
\frac{300}{v} - \frac{300}{v + 10} = 1
]
Упростим уравнение
Чтобы решить это уравнение, найдем общий знаменатель, которым будет ( v(v + 10) ):
[
300(v + 10) - 300v = v(v + 10)
]
Упростим:
[
300v + 3000 - 300v = v^2 + 10v
]
Это сокращается до:
[
3000 = v^2 + 10v
]
Преобразуем уравнение
Перепишем уравнение в стандартном виде:
[
v^2 + 10v - 3000 = 0
]
Решим квадратное уравнение
Теперь мы можем решить это квадратное уравнение с помощью дискриминанта:
[
D = b^2 - 4ac = 10^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-3000)
]
[
D = 100 + 12000 = 12100
]
Теперь находим корни уравнения:
[
v = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-10 \pm \sqrt{12100}}{2}
]
Так как ( \sqrt{12100} = 110 ):
[
v = \frac{-10 \pm 110}{2}
]
Теперь найдем два возможных значения для ( v ):
- ( v = \frac{100}{2} = 50 ) (это положительное значение)
- ( v = \frac{-120}{2} = -60 ) (это отрицательное значение, не подходит)
Таким образом, скорость второго автомобиля ( v = 50 ) км/ч.
Найдем скорость первого автомобиля
Теперь найдем скорость первого автомобиля:
[
v + 10 = 50 + 10 = 60 \text{ км/ч}
]
Ответ
- Скорость второго автомобиля: 50 км/ч
- Скорость первого автомобиля: 60 км/ч
Проверка
Теперь давайте проверим, являются ли решения правильными. Время, которое затрачивает второй автомобиль:
[
t_2 = \frac{300}{50} = 6 \text{ часов}
]
И время, которое затрачивает первый автомобиль:
[
t_1 = \frac{300}{60} = 5 \text{ часов}
]
Разница во времени:
[
t_2 - t_1 = 6 - 5 = 1 \text{ час}
]
Условие задачи выполнено. Значит, решения верны!