Давайте решим задачу пошагово.
Дано:
- Расстояние \( S = 42 \) км
- Если скорость \( v \), то время на путь: \( t_1 = \frac{S}{v} \)
Если скорость уменьшить на 4 км/ч, то новая скорость: \( v - 4 \) км/ч
- Новое время: \( t_2 = \frac{S}{v - 4} \)
Из условия известно, что при уменьшении скорости на 4 км/ч время увеличивается на 21 минуту, или на \(\frac{21}{60} = 0,35\) часа.
Запишем уравнение:
\[
t_2 - t_1 = 0,35
\]
Подставим выражения для \( t_1 \) и \( t_2 \):
\[
\frac{S}{v - 4} - \frac{S}{v} = 0,35
\]
Подставим \( S = 42 \):
\[
\frac{42}{v - 4} - \frac{42}{v} = 0,35
\]
Далее упростим уравнение. Найдём общий знаменатель: \( v(v - 4) \):
\[
\frac{42v - 42(v - 4)}{v(v - 4)} = 0,35
\]
Раскроем числитель:
\[
42v - 42v + 168 = 168
\]
Таким образом, уравнение принимает вид:
\[
\frac{168}{v(v - 4)} = 0,35
\]
Теперь решим это уравнение:
\[
168 = 0,35 \cdot v(v - 4)
\]
Разделим обе части на 0,35:
\[
\frac{168}{0,35} = v(v - 4)
\]
Посчитаем деление:
\[
\frac{168}{0,35} = 480
\]
Итак, получается:
\[
v(v - 4) = 480
\]
Раскроем скобки:
\[
v^2 - 4v = 480
\]
Перенесём всё в левую часть:
\[
v^2 - 4v - 480 = 0
\]
Решим квадратное уравнение:
Дискриминант:
\[
D = (-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-480) = 16 + 1920 = 1936
\]
Корень дискриминанта:
\[
\sqrt{D} = \sqrt{1936} = 44
\]
Найдём корни:
\[
v = \frac{4 \pm 44}{2}
\]
Первый корень:
\[
v = \frac{4 + 44}{2} = \frac{48}{2} = 24
\]
Второй корень:
\[
v = \frac{4 - 44}{2} = \frac{-40}{2} = -20
\]
Поскольку скорость не может быть отрицательной, принимаем только положительный ответ:
\[
v = 24 \text{ км/ч}
\]
Ответ:
Скорость велосипедиста — 24 км/ч.