Разбираем задачу пошагово.
Дано:
- Мотоциклист и велосипедист выехали навстречу друг другу из городов А и В. Пути пересеклись через t = 0,8 ч.
- Скорости мотоциклиста и велосипедиста: v_m и v_v.
- Расстояние между городами: D.
- Мотоциклист приехал в В на 3 часа раньше, чем велосипедист приехал в А.
- Нужно найти время, которое велосипедист затратил на путь из В в А: T_v = D / v_v.
Время до встречи и расстояния
За время встречи t = 0,8 ч мотоциклист проехал d_m = v_m * 0,8, велосипедист – d_v = v_v * 0,8.
Сумма пройденного за встречу расстояния равна D:
0,8(v_m + v_v) = D. (1)
Время в пути от города до города
Время, которое затрачивает мотоциклист на путь А → В: T_m = D / v_m.
Время, которое затрачивает велосипедист на путь В → А: T_v = D / v_v.
По условию мотоциклист приехал в В на 3 часа раньше велосипедиста:
T_m = T_v − 3. (2)
- Решение
Из (1): D = 0,8(v_m + v_v).
Подставим в (2):
D / v_m = D / v_v − 3.
Разделим обе стороны на D (D > 0):
1 / v_m = 1 / v_v − 3 / D.
Но удобнее подставить D из (1) в выражение для T_m и T_v напрямую:
T_m = 0,8(1 + v_v / v_m),
T_v = 0,8(1 + v_m / v_v).
Тогда из T_m = T_v − 3 получаем:
0,8(1 + v_v / v_m) = 0,8(1 + v_m / v_v) − 3
Упростим:
0,8(v_v / v_m) = 0,8(v_m / v_v) − 3
Разделим на 0,8:
v_v / v_m = v_m / v_v − 3,75.
Обозначим x = v_m / v_v (>0). Тогда 1/x = x − 3,75.
Из этого уравнения:
x^2 − 3,75x − 1 = 0.
Корень положительный: x = (3,75 + 4,25) / 2 = 8 / 2 = 4.
То есть v_m / v_v = 4.
- Находим время велосипедиста
Из D = 0,8(v_m + v_v) = 0,8(4v_v + v_v) = 0,8·5v_v = 4 v_v.
Тогда T_v = D / v_v = (4 v_v) / v_v = 4 часа.
Проверка:
T_m = D / v_m = D / (4 v_v) = (4 v_v) / (4 v_v) = 1 час.
Разница T_v − T_m = 4 − 1 = 3 часа, что совпадает с условием.
Ответ: велосипедист затратил 4 часа.