Давайте подробно решим задачу.
Дано:
- Расстояние против течения = 176 км
- Расстояние по течению = 176 км (так как лодка возвращается в пункт отправления, путь одинаковый)
- Скорость течения реки, \( V_т = 3 \) км/ч
- Время обратного пути на 3 часа меньше, чем против течения.
Обозначим:
- \( V \) — скорость лодки в неподвижной воде (то, что нужно найти).
- Часовая скорость лодки против течения = \( V - V_т = V - 3 \)
- Часовая скорость лодки по течению = \( V + V_т = V + 3 \)
Время, затраченное против течения:
\[
t_1 = \frac{176}{V - 3}
\]
Время, затраченное по течению:
\[
t_2 = \frac{176}{V + 3}
\]
По условию, время возвращения (по течению) на 3 часа меньше, чем против течения:
\[
t_1 - t_2 = 3
\]
Подставляем выражения для времени:
\[
\frac{176}{V - 3} - \frac{176}{V + 3} = 3
\]
Приведем левую часть к общему знаменателю:
\[
\frac{176 (V + 3) - 176 (V - 3)}{(V - 3)(V + 3)} = 3
\]
Раскроем числитель:
\[
176V + 528 - 176V + 528 = 3 (V^2 - 9)
\]
Обратите внимание, что при раскрытии скобок в числителе \( 176V \) и \( -176V \) сократятся:
\[
528 + 528 = 3 (V^2 - 9)
\]
Итак:
\[
1056 = 3V^2 - 27
\]
Перенесем все в левую часть:
\[
3V^2 - 27 - 1056 = 0
\]
Упростим:
\[
3V^2 - 1083 = 0
\]
Выразим \( V^2 \):
\[
3V^2 = 1083
\]
\[ V^2 = \frac{1083}{3} = 361 \]
Найдём \( V \):
\[
V = \pm \sqrt{361} = \pm 19
\]
Поскольку скорость не может быть отрицательной, принимаем:
\[
V = 19 \text{ км/ч}
\]
Ответ:
скорость лодки в неподвижной воде — 19 км/ч.