Рассмотрим задачу подробно.
Дано:
- Расстояние до города: 20 км.
- Первый турист идёт быстрее второго на 1 км/ч.
- Первый турист прибывает на час раньше второго.
Обозначим:
- скорость второго туриста — \( v \) км/ч.
- скорость первого туриста — \( v + 1 \) км/ч.
Пусть время, за которое идёт второй турист, равно \( t \) часов. Тогда время первого туриста будет \( t - 1 \) часов (так как он приезжает на час раньше).
Запишем выражения для пройденного расстояния:
- Для второго туриста: \( 20 = v \times t \).
- Для первого туриста: \( 20 = (v + 1) \times (t - 1) \).
Теперь выразим \( t \) через \( v \): \[ t = \frac{20}{v} \]
Подставим это в уравнение для первого туриста: \[ 20 = (v + 1) \times \left( \frac{20}{v} - 1 \right) \]
Раскроем скобки и упростим выражение: \[ 20 = (v + 1) \times \left( \frac{20 - v}{v} \right) \]
Обратим внимание: \(\frac{20 - v}{v} = \frac{20}{v} - 1 \).
Итак, \[ 20 = (v + 1) \times \left( \frac{20 - v}{v} \right) \]
Перемножим: \[ 20 = \frac{(v + 1)(20 - v)}{v} \]
Умножим обе части уравнения на \( v \): \[ 20v = (v + 1)(20 - v) \]
Раскроем скобки справа: \[ 20v = (v)(20 - v) + 1 \times (20 - v) \] \[ 20v = 20v - v^2 + 20 - v \]
Объединим подобные члены: \[ 20v = 20v - v^2 + 20 - v \]
Вычтем \( 20v \) из обеих частей: \[ 0 = - v^2 + 20 - v \]
Перенесем все в левую сторону: \[ v^2 + v - 20 = 0 \]
Это квадратное уравнение. Решим его по формуле дискриминанта: \[ D = 1^2 - 4 \times 1 \times (-20) = 1 + 80 = 81 \]
Корни: \[ v = \frac{ -1 \pm \sqrt{81} }{ 2 } = \frac{ -1 \pm 9 }{ 2 } \]
Два варианта:
- \(\displaystyle v = \frac{ -1 + 9 }{ 2 } = \frac{8}{2} = 4\)
- \(\displaystyle v = \frac{ -1 - 9 }{ 2 } = \frac{ -10 }{ 2 } = -5\)
Скорость не может быть отрицательной, потому что это физический параметр. Значит, искомая скорость второго туриста: \[ \boxed{v = 4 \text{ км/ч}} \]
Ответ: скорость второго туриста — 4 км/ч.