Краткий ответ: скорость лодки в неподвижной воде — \(18\) км/ч.
Как решать
Пусть \(v\) — скорость лодки в неподвижной воде.
Скорость течения \(3\) км/ч, значит:
- по течению лодка идёт со скоростью \(v+3\);
- против течения — со скоростью \(v-3\).
Плот движется со скоростью течения, то есть \(3\) км/ч.
К тому моменту, когда лодка вернулась в А, плот проплыл \(51\) км. Значит, плот плыл:
\[ 51:3=17 \text{ ч} \]
Лодка вышла на \(1\) час позже, поэтому была в пути:
\[ 17-1=16 \text{ ч} \]
Лодка прошла \(140\) км туда и \(140\) км обратно, поэтому:
\[ \frac{140}{v+3}+\frac{140}{v-3}=16 \]
Решаем уравнение:
\[ \frac{140(v-3)+140(v+3)}{v^2-9}=16 \]
\[ \frac{280v}{v^2-9}=16 \]
\[ 280v=16v^2-144 \]
\[ 2v^2-35v-18=0 \]
\[ D=35^2-4\cdot2\cdot(-18)=1369=37^2 \]
\[ v=\frac{35+37}{4}=18 \]
Отрицательный корень не подходит по смыслу задачи.
Проверка
Лодка по течению:
\[ \frac{140}{18+3}=\frac{140}{21}=\frac{20}{3}\text{ ч} \]
Лодка против течения:
\[ \frac{140}{18-3}=\frac{140}{15}=\frac{28}{3}\text{ ч} \]
Всего:
\[ \frac{20}{3}+\frac{28}{3}=16\text{ ч} \]
Плот за \(17\) часов проплывёт:
\[ 3\cdot17=51\text{ км} \]
Всё сходится.
Ответ: \(18\) км/ч.