Давайте подробно решим задачу.
Дано:
- Расстояние против течения: 27 км
- Расстояние по течению: 14 км
- Общее время движения: 11 часов
- Скорость течения реки: 2 км/ч
- Нужно найти собственную скорость баржи: обозначим её \( v \) (км/ч).
Шаг 1. Определяем скорости движения
- Против течения: скорость баржи относительно земли = \( v - 2 \) км/ч
- По течению: скорость баржи относительно земли = \( v + 2 \) км/ч
Шаг 2. Записываем выражения для времени
- Время для движения против течения: \[ t_{против} = \frac{27}{v - 2} \]
- Время для движения по течению: \[ t_{по} = \frac{14}{v + 2} \]
Общее время: \[ t_{против} + t_{по} = 11 \text{ часов} \]
Следовательно, имеем уравнение: \[ \frac{27}{v - 2} + \frac{14}{v + 2} = 11 \]
Шаг 3. Решаем уравнение
Объединим дроби, приводя к общему знаменателю: \[ \frac{27(v + 2) + 14(v - 2)}{(v - 2)(v + 2)} = 11 \]
Раскроем скобки в числителе: \[ 27v + 54 + 14v - 28 = 11 (v^2 - 4) \]
Объединим подобные слагаемые: \[ (27v + 14v) + (54 - 28) = 11 (v^2 - 4) \] \[ 41v + 26 = 11v^2 - 44 \]
Перенесем всё в левую часть: \[ 11v^2 - 41v - 44 = 0 \]
Это квадратное уравнение для \( v \).
Шаг 4. Решение квадратного уравнения
Коэффициенты: \( a=11 \), \( b=-41 \), \( c=-44 \).
Дискриминант: \[ D = b^2 - 4ac = (-41)^2 - 4 \times 11 \times (-44) = 1681 + 1936 = 3617 \]
Корень из дискриминанта: \[ \sqrt{D} = \sqrt{3617} \approx 60.17 \]
Найдем корни: \[ v = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{41 \pm 60.17}{2 \times 11} = \frac{41 \pm 60.17}{22} \]
Первый корень: \[ v_1 = \frac{41 + 60.17}{22} \approx \frac{101.17}{22} \approx 4.6 \]
Второй корень: \[ v_2 = \frac{41 - 60.17}{22} \approx \frac{-19.17}{22} \approx -0.87 \]
Поскольку скорость не может быть отрицательной в этом контексте, выбираем: \[ v \approx 4.6 \text{ км/ч} \]
Ответ:
Собственная скорость баржи примерно 4.6 км/ч.