Рассмотрим задачу пошагово:
Дано:
- Расстояние между пунктами А и В: \( S = 240\, \text{км} \)
- Первый автомобиль выехал из А и поехал в В.
- После 1 часа (время \( t_1 = 1\, \textч \)) из А выехал второй автомобиль.
- Скорость второго автомобиля больше скорости первого на 20 км/ч: \( v_2 = v_1 + 20\, \text{км/ч} \)
- Время поездки второго автомобиля: \( t_2 \) — время после его выезда до прибытия в В.
- В итоге оба автомобиля прибывают в В одновременно.
Шаг 1. Обозначим скорости
Пусть скорость первого автомобиля \( v_1 \) (км/ч). Тогда скорость второго автомобиля:
\[ v_2 = v_1 + 20 \]
Шаг 2. Время в пути для каждого автомобиля
- Первый автомобиль стартовал сразу и добрался за время \( T_1 \).
- Второй — стартовал через 1 час и добрался за время \( T_2 \).
Обозначим:
- Время пути первого автомобиля: \( T_1 \)
- Время пути второго автомобиля: \( T_2 \)
Поскольку оба прибыли одновременно, их времена поездки связаны следующими равенствами.
Шаг 3. Запишем уравнение для первого автомобиля
Первый автомобиль проехал 240 км за время \( T_1 \):
\[ v_1 \times T_1 = 240 \]
Отсюда:
\[ T_1 = \frac{240}{v_1} \]
Шаг 4. Запишем уравнение для второго автомобиля
Время второго автомобиля с момента его выезда — это \( T_2 \).
За это время он проехал 240 км:
\[ v_2 \times T_2 = 240 \]
то есть
\[ T_2 = \frac{240}{v_2} = \frac{240}{v_1 + 20} \]
Но второй автомобиль стартовал спустя 1 час после первого, значит его фактическое время в пути — это:
\[ T_2 = T_{общ} - 1 \]
Так как они прибыли одновременно:
\[ T_1 = T_2 + 1 \]
или, подставляя выражения:
\[ \frac{240}{v_1} = \frac{240}{v_1 + 20} + 1 \]
Шаг 5. Решим уравнение относительно \( v_1 \)
\[ \frac{240}{v_1} - \frac{240}{v_1 + 20} = 1 \]
Обозначим:
\[
\text{Левое выражение:} \quad \frac{240(v_1 + 20) - 240 v_1}{v_1(v_1 + 20)} = 1
\]
Раскроем числитель:
\[
240 v_1 + 240 \times 20 - 240 v_1 = 4800
\]
то есть:
\[
\frac{4800}{v_1(v_1 + 20)} = 1
\]
Теперь упростим уравнение:
\[
v_1(v_1 + 20) = 4800
\]
Распишем:
\[
v_1^2 + 20 v_1 = 4800
\]
Перенесем в стандартную форму:
\[
v_1^2 + 20 v_1 - 4800 = 0
\]
Шаг 6. Решим квадратное уравнение
Обозначим:
\[
a = 1, \quad b = 20, \quad c = -4800
\]
Дискриминант:
\[
D = b^2 - 4 a c = 20^2 - 4 \times 1 \times (-4800) = 400 + 19200 = 19600
\]
Корень дисперминанта:
\[
\sqrt{D} = \sqrt{19600} = 140
\]
Найдем корни:
\[
v_1 = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-20 \pm 140}{2}
\]
Варианты:
- \(\displaystyle v_1 = \frac{-20 + 140}{2} = \frac{120}{2} = 60\, \text{км/ч}\)
- \(\displaystyle v_1 = \frac{-20 - 140}{2} = \frac{-160}{2} = -80\, \text{км/ч}\)
Отрицательная скорость невозможна, значит:
\[
v_1 = 60\, \text{км/ч}
\]
Ответ:
Скорость второго автомобиля:
\[
v_2 = v_1 + 20 = 60 + 20 = 80\, \text{км/ч}
\]
Итог:
Вторая машина едет со скоростью 80 км/ч.