Рассмотрим задачу пошагово:
Дано:
- Расстояние между пунктами А и В: \( 950 \) км
- Первый автомобиль выехал из пункта А.
- Через 4 часа после первого выезда из пункта А во второй автомобиль выехал из пункта А.
- Скорость второго автомобиля на 18 км/ч больше скорости первого.
- Время прибытия обоих автомобилей в пункт В одинаковое.
Обозначим:
- \( v_1 \) — скорость первого автомобиля (км/ч)
- \( v_2 \) — скорость второго автомобиля (км/ч) = \( v_1 + 18 \)
Теперь, чтобы оба автомобиля приехали одновременно, они должны пройти путь за свои времена, равные по длительности.
Время пути первого автомобиля:
Первый начал движение в момент \( t = 0 \), и его время пути:
\[ t_1 = \frac{950}{v_1} \]
Время пути второго автомобиля:
Второй автомобиль выехал через 4 часа после первого, значит, он стартовал в момент \( t = 4 \) часа.
Общее время его пути:
\[ t_2 = t_{общ} - 4 \]
где \( t_{общ} \) — время, за которое оба добираются до пункта В (одинаковое для обоих).
Так как второй автомобиль начал через 4 часа, а тоже приехал в пункт В одновременно с первым, то:
\[ t_2 = \frac{950}{v_2} \]
и
\[ t_{общ} = 4 + t_2 = 4 + \frac{950}{v_2} \]
Однако, второй автомобиль проехал за время \( t_2 \), а за это время он прошел расстояние:
\[ 950 \text{ км} \]
верно?
Нет, тут нужно учесть, что второй автомобиль стартовал через 4 часа, и его путь за это время составил \( v_2 \times t_2 \), и при этом он прошел весь путь 950 км:
\[ v_2 \times t_2 = 950 \]
А также известно, что \( t_2 = t_{общ} - 4 \), то есть:
\[ v_2 \times (t_{общ} - 4) = 950 \]
Кроме того, первый автомобиль за время \( t_{общ} \) прошел тоже 950 км:
\[ v_1 \times t_{общ} = 950 \]
Теперь у нас есть две уравнения:
- \( v_1 \times t_{общ} = 950 \)
- \( v_2 \times (t_{общ} - 4) = 950 \)
Также, по условию, \( v_2 = v_1 + 18 \).
Подставим \( v_2 \):
\[ (v_1 + 18)(t_{общ} - 4) = 950 \]
Из первого уравнения выразим \( t_{общ} \):
\[ t_{общ} = \frac{950}{v_1} \]
Подставим его во второе уравнение:
\[ (v_1 + 18)\left(\frac{950}{v_1} - 4\right) = 950 \]
Раскроем скобки:
\[ (v_1 + 18) \times \left(\frac{950 - 4 v_1}{v_1}\right) = 950 \]
Запишем это подробно:
\[ \frac{(v_1 + 18)(950 - 4 v_1)}{v_1} = 950 \]
Домножим обе части уравнения на \( v_1 \):
\[ (v_1 + 18)(950 - 4 v_1) = 950 v_1 \]
Раскроем скобки слева:
\[ v_1 \times 950 - v_1 \times 4 v_1 + 18 \times 950 - 18 \times 4 v_1 = 950 v_1 \]
\[ 950 v_1 - 4 v_1^2 + 17100 - 72 v_1 = 950 v_1 \]
Теперь перенесем все в левую сторону:
\[ 950 v_1 - 4 v_1^2 + 17100 - 72 v_1 - 950 v_1 = 0 \]
Обратите внимание, что \( 950 v_1 \) в первой и четвертой позициях сокращаются:
\[ (950 v_1 - 950 v_1) - 4 v_1^2 - 72 v_1 + 17100 = 0 \]
Получаем:
\[ -4 v_1^2 - 72 v_1 + 17100 = 0 \]
Делим всё уравнение на -4 для упрощения:
\[ v_1^2 + 18 v_1 - 4275 = 0 \]
Это квадратное уравнение:
\[ v_1^2 + 18 v_1 - 4275 = 0 \]
Решим его по формуле:
\[ v_1 = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
где \( a=1 \), \( b=18 \), \( c=-4275 \).
Вычислим дискриминант:
\[ D = 18^2 - 4 \times 1 \times (-4275) = 324 + 17100 = 17424 \]
Найдем корень:
\[ v_1 = \frac{-18 \pm \sqrt{17424}}{2} \]
Найдем \( \sqrt{17424} \):
\[ \sqrt{17424} \approx 132 \] (округление)
Тогда:
\[ v_1 = \frac{-18 \pm 132}{2} \]
Два варианта:
- \( v_1 = \frac{-18 + 132}{2} = \frac{114}{2} = 57 \)
- \( v_1 = \frac{-18 - 132}{2} = \frac{-150}{2} = -75 \) (положительная скорость не может быть отрицательной)
Следовательно, \( v_1 = 57 \) км/ч.
Теперь найдём скорость второго автомобиля:
\[ v_2 = v_1 + 18 = 57 + 18 = 75 \text{ км/ч} \]
Ответ:
Вторая машина движется со скоростью — 75 км/ч.