Пусть длина первого участка пути, который автобус проехал со скоростью 60 км/ч, равна \(S_{60}\), а длина второго участка пути, который автобус проехал со скоростью 90 км/ч, равна \(S_{90}\). Известно, что на весь путь из 240 км было затрачено 3 часа. Следовательно:
\[S_{60} + S_{90} = 240\]
Для каждого участка пути можно выразить время как отношение длины участка пути к скорости на этом участке:
\[\text{время} = \frac{\text{длина участка}}{\text{скорость}}\]
Таким образом, время, потраченное на первый участок:
\[t_{60} = \frac{S_{60}}{60}\]
А время, потраченное на второй участок:
\[t_{90} = \frac{S_{90}}{90}\]
Общее время равно сумме этих двух времён:
\[t_{60} + t_{90} = 3\]
Теперь подставим выражения для времени через \(S_{60}\) и \(S_{90}\):
\[\frac{S_{60}}{60} + \frac{S_{90}}{90} = 3\]
Мы имеем систему двух линейных уравнений:
\[\begin{cases} S_{60} + S_{90} = 240 \\ \frac{S_{60}}{60} + \frac{S_{90}}{90} = 3 \end{cases}\]
Из второго уравнения мы можем выразить \(S_{60}\) или \(S_{90}\) и подставить в первое уравнение. Выразим \(S_{60}\) через \(S_{90}\) из первого уравнения:
\[S_{60} = 240 - S_{90}\]
Подставим \(S_{60}\) во второе уравнение:
\[\frac{240 - S_{90}}{60} + \frac{S_{90}}{90} = 3\]
Умножим все члены уравнения на наименьшее общее кратное (НОК) знаменателей 60 и 90, чтобы избавиться от дробей. НОК(60, 90) = 180. Умножаем каждый член уравнения на 180:
\[180 \cdot \frac{240 - S_{90}}{60} + 180 \cdot \frac{S_{90}}{90} = 3 \cdot 180\]
Упростим каждый член:
\[3 \cdot (240 - S_{90}) + 2 \cdot S_{90} = 540\]
\[720 - 3S_{90} + 2S_{90} = 540\]
\[-S_{90} = 540 - 720\]
\[S_{90} = 180\]
Теперь подставим значение \(S_{90}\) в первое уравнение системы:
\[S_{60} + 180 = 240\]
\[S_{60} = 240 - 180\]
\[S_{60} = 60\]
Итак, длина первого участка пути, где скорость была 60 км/ч, составляет 60 км, а длина второго участка пути, где скорость была 90 км/ч, составляет 180 км.
