Рассмотрим задачу пошагово.
Дано:
- Расстояние по течению и обратно: 80 км туда и 80 км обратно.
- Время на обратный путь больше времени по течению на 1 час.
- Скорость течения реки ( v_{теч} = 2 \text{ км/ч} ).
- Обозначим скорость лодки в неподвижной воде как ( v_{лод} = v ).
Шаг 1. Обозначим переменные
- Скорость лодки по течению: ( v + v_{теч} = v + 2 ) км/ч.
- Скорость лодки против течения: ( v - 2 ) км/ч.
Шаг 2. Запись уравнений для времени пути
[
t_{по_течению} = \frac{80, \text{км}}{v + 2}
]
- Время обратно (против течения):
[
t_{обратно} = \frac{80, \text{км}}{v - 2}
]
По условию:
[
t_{обратно} = t_{по_течению} + 1
]
Подставим выражения:
[
\frac{80}{v - 2} = \frac{80}{v + 2} + 1
]
Шаг 3. Решение уравнения
Перенесем все в одну сторону:
[
\frac{80}{v - 2} - \frac{80}{v + 2} = 1
]
Домножим обе части уравнения на общий знаменатель ((v - 2)(v + 2)):
[
80(v + 2) - 80(v - 2) = (v - 2)(v + 2)
]
Раскроем скобки:
[
80v + 160 - 80v + 160 = v^2 - 4
]
Обратите внимание, что (80v) и (-80v) сократятся:
[
160 + 160 = v^2 - 4
]
Получим:
[
320 = v^2 - 4
]
Добавим 4 к обеим частям:
[
v^2 = 324
]
Возьмем корень:
[
v = \pm 18
]
Так как скорость не может быть отрицательной (по сути, это модуль скорости лодки), принимаем:
[
v = 18 \text{ км/ч}
]
Ответ:
Скорость лодки в неподвижной воде — 18 км/ч.