Давайте внимательно разберём задачу и пошагово решим её.
Условие:
- Улитка за первый час проползла 800 мм.
- Каждый следующий час она проползает на 25 мм меньше, чем за предыдущий.
- Нужно узнать, сколько времени она потратила, чтобы пройти 5700 мм.
Шаг 1. Запишем данные и обозначения
Обозначим:
- Пусть \( t \) — количество часов, за которое улитка преодолевает путь.
- Пусть \( S_n \) — расстояние, пройденное улиткой за \( n \)-й час.
- Тогда:
\[ S_1 = 800 \text{ мм} \] \[ S_2 = 800 - 25 = 775 \text{ мм} \] \[ S_3 = 775 - 25 = 750 \text{ мм} \] И так далее.
Это арифметическая прогрессия, где первый член \( a_1 = 800 \), а разность \( d = -25 \).
Шаг 2. Формула суммы арифметической прогрессии
Общая пройденная за \( t \) часов длина:
\[
S_t = S_1 + S_2 + \dots + S_t
\]
или сумма первых \( t \) членов арифметической прогрессии:
\[ S_t = \frac{t}{2} (2a_1 + (t-1)d) \]
где:
- \( a_1 = 800 \),
- \( d = -25 \).
Нужно найти \( t \), при котором
\[ S_t = 5700 \text{ мм} \]
Шаг 3. Запишем уравнение
\[ \frac{t}{2} \left(2 \times 800 + (t - 1)(-25)\right) = 5700 \]
Раскроем скобки:
\[ \frac{t}{2} \left(1600 - 25(t - 1)\right) = 5700 \]
Упростим выражение внутри скобок:
\[ 1600 - 25t + 25 = 1625 - 25t \]
Подставим обратно:
\[ \frac{t}{2} (1625 - 25t) = 5700 \]
Теперь умножим обе части уравнения на 2:
\[ t (1625 - 25t) = 11400 \]
Раскроем скобки:
\[ 1625 t - 25 t^2 = 11400 \]
Перенесём всё в левую часть:
\[ -25 t^2 + 1625 t - 11400 = 0 \]
или умножим уравнение на -1 для удобства:
\[ 25 t^2 - 1625 t + 11400 = 0 \]
Шаг 4. Решение квадратного уравнения
Обозначим:
\[ a = 25,\quad b = -1625,\quad c = 11400 \]
Дискоминант:
\[ D = b^2 - 4ac \]
Вычислим:
\[ D = (-1625)^2 - 4 \times 25 \times 11400 \]
Рассчитаем по частям:
\[ (-1625)^2 = 1625^2 \]
- \( 1625^2 = (1600 + 25)^2 = 1600^2 + 2 \times 1600 \times 25 + 25^2 = 2,560,000 + 80,000 + 625 = 2,640,625 \)
Теперь:
\[ 4 \times 25 \times 11400 = 100 \times 11400 = 1,140,000 \]
Следовательно,
\[ D = 2,640,625 - 1,140,000 = 1,500,625 \]
Дискриминант положителен, значит, есть два корня.
Шаг 5. Найдём корни уравнения
Формула для корней:
\[ t = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} \]
Подставим значения:
\[ t = \frac{1625 \pm \sqrt{1,500,625}}{2 \times 25} = \frac{1625 \pm \sqrt{1,500,625}}{50} \]
Рассчитаем \(\sqrt{1,500,625}\):
- Заметим, что \(1225^2 = 1,500,625\)
Потому что:
\[ 1225^2 = (1200 + 25)^2 = 1200^2 + 2 \times 1200 \times 25 + 25^2 = 1,440,000 + 60,000 + 625 = 1,500,625 \]
Проверка верна.
Теперь вычислим оба корня:
\[ t_1 = \frac{1625 + 1225}{50} = \frac{2850}{50} = 57 \] \[ t_2 = \frac{1625 - 1225}{50} = \frac{400}{50} = 8 \]
Ответ:
Положительное решение — \( t = 8 \) или \( t=57 \).
Но поскольку речь о времени пути, которое улитка прошла — время не может быть больше, чем оно вообще возможно, а пройденный путь — это 5700 мм — такое достижимо за 8 часов (с учётом уменьшающейся скорости).
Проверка на разумность:
- За первые 8 часов сумма:
\[ S_8 = \frac{8}{2}(2 \times 800 + (8 - 1)(-25)) = 4 (1600 - 7 \times 25) \] \[ = 4 (1600 - 175) = 4 \times 1425 = 5700 \text{ мм} \]
Совпадает с условием!
Итог:
Ответ: улитка прошла 5700 мм за 8 часов.
Если нужно более подробно объяснить любой шаг, скажи!