Для решения задачи о движении лодки по течению и против течения реки, воспользуемся формулой для расчета времени в пути:
[ t = \frac{s}{v} ]
где ( t ) — время, ( s ) — расстояние, а ( v ) — скорость.
По условиям задачи:
- Время, затраченное на 8 км по течению, равно времени, затраченному на 5 км против течения.
- Скорость течения реки ( v_{\text{течения}} = 3 ) км/ч.
Обозначим собственную скорость лодки за ( v_{\text{лодки}} ) км/ч.
Скорость лодки по течению реки будет равна сумме собственной скорости лодки и скорости течения:
[ v{\text{по течению}} = v{\text{лодки}} + 3 ]
Скорость лодки против течения реки будет равна разнице собственной скорости лодки и скорости течения:
[ v{\text{против течения}} = v{\text{лодки}} - 3 ]
Теперь выразим время, затраченное на каждый участок пути:
- Время на 8 км по течению:
[ t1 = \frac{8}{v{\text{лодки}} + 3} ]
- Время на 5 км против течения:
[ t2 = \frac{5}{v{\text{лодки}} - 3} ]
По условию задачи, ( t_1 = t_2 ). Таким образом, получаем уравнение:
[ \frac{8}{v{\text{лодки}} + 3} = \frac{5}{v{\text{лодки}} - 3} ]
Теперь решим это уравнение. Приведем дроби к общему знаменателю и решим относительно ( v_{\text{лодки}} ):
[ 8(v{\text{лодки}} - 3) = 5(v{\text{лодки}} + 3) ]
Раскроем скобки:
[ 8v{\text{лодки}} - 24 = 5v{\text{лодки}} + 15 ]
Перенесем все члены с ( v_{\text{лодки}} ) в одну сторону, а свободные члены в другую:
[ 8v{\text{лодки}} - 5v{\text{лодки}} = 15 + 24 ]
[ 3v_{\text{лодки}} = 39 ]
Разделим обе стороны уравнения на 3:
[ v_{\text{лодки}} = 13 ]
Таким образом, собственная скорость лодки составляет 13 км/ч.