Давайте решим задачу пошагово и подробно объясним каждый этап.
Дано:
- Длина пробега: 714 км
- Скорость первого автомобиля: \( v_1 \) (она на 16 км/ч больше, чем у второго)
- Скорость второго автомобиля: \( v_2 \)
- Первый прибывает на 2 часа раньше второго
Нам нужно найти \( v_1 \).
Шаг 1: Запишем известные зависимости
Пусть скорость второго автомобиля равна \( v_2 \).
Тогда скорость первого автомобиля:
\[ v_1 = v_2 + 16 \]
Шаг 2: Выразим время пути каждого автомобиля.
Время в пути — это длина пути, делённая на скорость:
\[ t_1 = \frac{714}{v_1} \] \[ t_2 = \frac{714}{v_2} \]
По условию, первый автомобиль прибывает на 2 часа раньше, то есть:
\[ t_2 - t_1 = 2 \]
Подставим выражения для времени:
\[ \frac{714}{v_2} - \frac{714}{v_2 + 16} = 2 \]
Шаг 3: Решим полученное уравнение
Для удобства умножим обе части уравнения на \( v_2 (v_2 + 16) \), чтобы избавиться от знаменателей:
\[ 714 (v_2 + 16) - 714 v_2 = 2 v_2 (v_2 + 16) \]
Раскроем скобки:
\[ 714 v_2 + 714 \times 16 - 714 v_2 = 2 v_2^2 + 32 v_2 \]
Обратите внимание, что \(714 v_2 - 714 v_2 = 0\), следовательно, уравнение упрощается до:
\[ 714 \times 16 = 2 v_2^2 + 32 v_2 \]
Вычислим \(714 \times 16\):
\[ 714 \times 16 = (700 + 14) \times 16 = 700 \times 16 + 14 \times 16 = 11200 + 224 = 11424 \]
Итак, получаем уравнение:
\[ 11424 = 2 v_2^2 + 32 v_2 \]
Разделим обе части на 2:
\[ 5712 = v_2^2 + 16 v_2 \]
Перенесём все в одну сторону:
\[ v_2^2 + 16 v_2 - 5712 = 0 \]
Шаг 4: Решение квадратичного уравнения
Используем формулу для решения:
\[ v_2 = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \] где \( a=1 \), \( b=16 \), \( c=-5712 \).
Найдем дискриминант \( D \):
\[ D = 16^2 - 4 \times 1 \times (-5712) = 256 + 22848 = 23004 \]
Найдем корень из дискриминанта:
\[ \sqrt{23004} \approx 151.66 \]
Теперь вычислим \( v_2 \):
\[ v_2 = \frac{-16 \pm 151.66}{2} \]
Рассмотрим два варианта:
- Положительный:
\[ v_2 = \frac{-16 + 151.66}{2} = \frac{135.66}{2} = 67.83 \]
- Отрицательный:
\[ v_2 = \frac{-16 - 151.66}{2} = \frac{-167.66}{2} = -83.83 \]
Поскольку скорость не может быть отрицательной, принимаем:
\[ v_2 \approx 67.83\, \text{км/ч} \]
Шаг 5: Найдём скорость первого автомобиля:
\[ v_1 = v_2 + 16 \approx 67.83 + 16 = 83.83\, \text{км/ч} \]
Ответ: примерно 84 км/ч
Итог:
Скорость первого автомобиля — около 84 км/ч.