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!