Давайте решим задачу шаг за шагом.
Дано:
- Скорость лодки в стоячей воде: \( v_{лодки} = 20 \text{ км/ч} \)
- Расстояние по течению: \( s_1 = 12 \text{ км} \)
- Расстояние против течения: \( s_2 = 8 \text{ км} \)
- Время, затраченное на каждое путешествие, одинаковое.
Нам нужно найти скорость течения реки: \( v_{реки} = v_{течения} \).
Обозначения:
- Скорость лодки по течению: \( v_{по течению} = v_{лодки} + v_{реки} \)
- Скорость лодки против течения: \( v_{против течения} = v_{лодки} - v_{реки} \)
Шаг 1: Записать выражения для времени
Время в пути — это расстояние, делённое на скорость.
- Время по течению: \( t_1 = \frac{s_1}{v_{по течению}} = \frac{12}{v_{лодки} + v_{реки}} \)
- Время против течения: \( t_2 = \frac{s_2}{v_{против течения}} = \frac{8}{v_{лодки} - v_{реки}} \)
Так как по условию, время равно:
\[ t_1 = t_2 \]
Шаг 2: Составить уравнение
\[ \frac{12}{20 + v_{реки}} = \frac{8}{20 - v_{реки}} \]
Шаг 3: Решить уравнение
Перемножим обе части уравнения крест-накрест:
\[ 12(20 - v_{реки}) = 8(20 + v_{реки}) \]
Раскроем скобки:
\[ 12 \times 20 - 12 v_{реки} = 8 \times 20 + 8 v_{реки} \]
\[ 240 - 12 v_{реки} = 160 + 8 v_{реки} \]
Перенесем все слагаемые с восклицательным знаком:
\[ 240 - 160 = 8 v_{реки} + 12 v_{реки} \]
\[ 80 = 20 v_{реки} \]
Найдем \( v_{реки} \):
\[ v_{реки} = \frac{80}{20} = 4 \]
Ответ:
Скорость течения реки — 4 км/ч.