Давайте решим эту задачу пошагово и подробно объясним каждый шаг.
Задача:
У нас есть два тела, движущихся вдоль оси ОХ, их координаты задаются формулами:
- \( x_1 = 20 - 4t \)
- \( x_2 = 10 + t \)
Нам нужно найти момент времени, когда тела встретятся, то есть когда их координаты станут равны:
\[ x_1 = x_2 \]
Также нужно найти координату точки встречи и решить задачу графически.
Шаг 1: Запишем условие встречи
Тела встречаются, когда:
\[ 20 - 4t = 10 + t \]
Шаг 2: Решим уравнение для \(t\)
Перенесем все слагаемые, содержащие \(t\), в одну сторону:
\[ 20 - 4t = 10 + t \]
Вычитим 10 из обеих частей:
\[ 20 - 10 - 4t = t \]
Получим:
\[ 10 - 4t = t \]
Перенесем \(t\) в левую часть:
\[ 10 = t + 4t \]
Объединим:
\[ 10 = 5t \]
Найдём \(t\):
\[ t = \frac{10}{5} = 2 \]
Ответ: момент времени встречи — \( t = 2 \) секунды.
Шаг 3: Найдём координату точки встречи
Подставим \(t = 2\) в любую из формул \(x_1\) или \(x_2\):
\[ x_1 = 20 - 4 \times 2 = 20 - 8 = 12 \]
или
\[ x_2 = 10 + 2 = 12 \]
Оба дают одинаковый результат, что подтверждает правильность.
Координата точки встречи: \( x = 12 \).
Шаг 4: Графическое решение
Построим графики функций \(x_1(t) = 20 - 4t\) и \(x_2(t) = 10 + t\):
- Это две прямые на системе координат, где по горизонтальной оси — время \(t\), а по вертикальной — координата \(x\).
- Первая прямая: начальная точка при \(t=0\), \(x_1(0)=20\), затем убывает с наклоном -4.
- Вторая прямая: начальная точка при \(t=0\), \(x_2(0)=10\), со склонностью к возрастанию 1.
Как отмечают пересечение графиков, точка их пересечения соответствует времени \(t=2\) и координате \(x=12\), что мы нашли аналитически.
Итог:
- Момент встречи тел: \( t = 2 \) секунды
- Координата точки встречи: \( x = 12 \)
Если нужно, я могу помочь вам нарисовать графики!