Давайте пошагово решим задачу с помощью таблицы.
Дано:
- Общий путь: 72 км
- Пройдено до задержки: 24 км
- Оставшийся путь: 72 - 24 = 48 км
- Время задержки: 12 мин
- После задержки скорость увеличена на 12 км/ч
- Общее время с опозданием: т – время, которое автобус планировал потратить на весь путь, + 4 мин (или 4/60 часов)
Обозначим:
- V — первоначальная скорость автобуса (км/ч)
- T1 — время, за которое автобус проехал первые 24 км
- T2 — время, за которое он проехал оставшиеся 48 км после увеличения скорости
- Tобщий — запланированное время без задержки
- Tзадержка — 12 мин = 12/60 = 0,2 часа
- Tфакт — фактическое время в пути (с задержкой и опозданием на 4 мин)
| Этап | Время (часы) | Расчет |
|---|---|---|
| Первые 24 км | \( T_1 = \frac{24}{V} \) | — |
| Вторые 48 км после увеличения скорости | \( T_2 = \frac{48}{V + 12} \) | — |
| Общее запланированное время без задержки | \( T_{план} \) | ? |
| Фактическое время после задержки, с учетом задержки и опоздания | \( T_{факт} = T_1 + T_2 + T_{задержка} \) | — |
Для начала, опишем время, которое должно было уйти без задержки, чтобы добраться вовремя:
\[ T_{план} = \frac{72}{V} \]
Из условия: автобус пришел с опозданием на 4 минуты, значит,
\[ T_{факт} = T_{план} + \frac{4}{60} = T_{план} + \frac{1}{15} \]
Также,
\[ T_{факт} = T_1 + T_2 + 0.2 \]
Подставим:
\[ \frac{72}{V} + \frac{1}{15} = \frac{24}{V} + \frac{48}{V + 12} + 0.2 \]
Перенесем все в одно уравнение:
\[ \frac{72}{V} - \frac{24}{V} - \frac{48}{V + 12} = 0.2 - \frac{1}{15} \]
Вычислим правую часть:
\[ 0.2 = \frac{1}{5} \]
\[ \frac{1}{5} - \frac{1}{15} = \frac{3}{15} - \frac{1}{15} = \frac{2}{15} \]
Получаем уравнение:
\[ \frac{48}{V} - \frac{48}{V + 12} = \frac{2}{15} \]
или, сократив:
\[ \frac{48(V + 12) - 48V}{V(V + 12)} = \frac{2}{15} \]
Раскрываем числитель:
\[ 48V + 576 - 48V = 576 \]
Тогда:
\[ \frac{576}{V(V + 12)} = \frac{2}{15} \]
Перенесем:
\[ 576 \times 15 = 2 \times V (V + 12) \]
Вычислим левую часть:
\[ 576 \times 15 = 8640 \]
Итак:
\[ 8640 = 2 V (V + 12) \]
Разделим обе части на 2:
\[ 4320 = V^2 + 12V \]
Перенесем все в уравнение:
\[ V^2 + 12V - 4320 = 0 \]
Решим квадратичное уравнение:
\[ V = \frac{-12 \pm \sqrt{12^2 - 4 \times 1 \times (-4320)}}{2} \]
Вычислим дискриминант:
\[ D = 144 + 17280 = 17424 \]
Найдем корень:
\[ \sqrt{17424} \approx 132 \]
Тогда:
\[ V = \frac{-12 \pm 132}{2} \]
Только положительный вариант:
\[ V = \frac{-12 + 132}{2} = \frac{120}{2} = 60 \]
Ответ:
Первоначальная скорость автобуса — 60 км/ч.