Рассмотрим задачу поэтапно и подробно объясним каждую часть.
Обозначения:
- Пусть полный путь от пункта А до пункта В равен \( S \) (в единицах пути, например, в километрах).
- Пусть время, за которое велосипедист проехал весь путь, равно \( t_v \) (в минутах).
- Пусть время, за которое пешеход прошёл весь путь, равно \( t_p \) (в минутах).
- Пути, пройденные за определённое время:
- Велосипедист: \( S_v = v_v \cdot t_v = S \)
- Пешеход: \( S_p = v_p \cdot t_p = S \)
Задача содержит две основные ситуации:
- Когда велосипедист доехал до пункта В, пешеходу осталось пройти три четверти пути.
- Когда пешеход дошёл до пункта В, велосипедист уже ждал его, то есть он был в пункте В на 45 минут раньше.
Шаг 1. Анализ ситуации, когда велосипедист достиг пункта В
Пусть время, за которое велосипедист достиг пункта В, равно \( t_{v} \).
- За это время он прошёл весь путь \( S \).
Пешеход за это же время прошёл часть пути:
\[ \text{Путь пешехода} = v_p \cdot t_{v} \]
Остаток пути у пешехода после прибытия велосипедиста:
\[ S - v_p \cdot t_{v} \]
По условию, когда велосипедист приехал в В, у пешехода осталось пройти три четверти пути. Значит:
\[ S - v_p \cdot t_v = \frac{3}{4} S \]
Откуда:
\[ v_p \cdot t_v = S - \frac{3}{4} S = \frac{1}{4} S \]
Шаг 2. Анализ ситуации, когда пешеход достиг пункта В
Через некоторое время после прибытия велосипедиста в В пешеход также достиг В.
Обозначим время, прошедшее с момента прибытия велосипедиста, до момента прибытия пешехода, как \( T \).
- За это время пешеход прошёл:
\[ v_p \cdot T \] - За это время велосипедист также двигался со скоростью \( v_v \), поэтому за это время он прошёл:
\[ v_v \cdot T \]
Из условий:
- В момент, когда пешеход прибывает, велосипедист уже ждет его в пункте В, то есть он прибыл туда на 45 минут раньше.
- Следовательно:
\[ t_p = t_{v} + T \] и при этом:
\[ T = 45 \]
Поскольку пешеход пришёл в пункт В после прохождения полного пути \( S \), то:
\[ v_p \cdot (t_p) = S \]
или
\[ v_p \cdot (t_{v} + T) = S \]
Используем известную ранее связь:
\[ v_p \cdot t_{v} = \frac{1}{4} S \]
Поэтому:
\[ v_p \cdot t_{v} + v_p \cdot T = \frac{1}{4} S + v_p \cdot T \]
Но так как \( v_p \cdot (t_{v} + T) = S \), получаем:
\[ \frac{1}{4} S + v_p \cdot T = S \]
Подставим \( v_p \cdot T = v_p \cdot 45 \):
\[ \frac{1}{4} S + v_p \cdot 45 = S \]
Шаг 3. Выразим \( v_p \) через \( S \) и \( t_v \)
Из ранее полученной связи:
\[ v_p \cdot t_{v} = \frac{1}{4} S \]
Отсюда:
\[ v_p = \frac{\frac{1}{4} S}{t_v} = \frac{S}{4 t_v} \]
Подставим \( v_p \) в последнее выражение:
\[ \frac{S}{4 t_v} \cdot 45 = S - \frac{1}{4} S \]
Раскроем скобки:
\[ \frac{S \cdot 45}{4 t_v} = \frac{3}{4} S \]
Множим обе части уравнения на \( 4 t_v \):
\[ S \cdot 45 = 3 S t_v \]
Делим обе части уравнения на \( S \):
\[ 45 = 3 t_v \]
Следовательно:
\[ t_v = \frac{45}{3} = 15 \]
Ответ:
Велосипедист ехал из пункта А в пункт В 15 минут.