Чтобы найти собственную скорость моторной лодки, обозначим её за ( v ) км/ч. Задача заключается в том, чтобы определить значение ( v ), используя данные о движении лодки по течению и против течения реки.
Дано:
- Расстояние по течению: 10 км
- Расстояние против течения: 8 км
- Общее время в пути: 1 час
- Скорость течения: 2 км/ч
Уравнения для движения:
По течению реки:
- Эффективная скорость лодки по течению будет суммой её собственной скорости и скорости течения: ( v + 2 ) км/ч.
- Время, затраченное на движение по течению, можно выразить как:
[
t_1 = \frac{10}{v + 2}
]
Против течения реки:
- Эффективная скорость лодки против течения будет разностью её собственной скорости и скорости течения: ( v - 2 ) км/ч.
- Время, затраченное на движение против течения, будет:
[
t_2 = \frac{8}{v - 2}
]
Общее время в пути:
Согласно условию задачи, общее время в пути составляет 1 час. Таким образом, мы можем записать уравнение:
[
t_1 + t_2 = 1
]
Подставим выражения для ( t_1 ) и ( t_2 ):
[
\frac{10}{v + 2} + \frac{8}{v - 2} = 1
]
Решение уравнения:
Для решения этого уравнения избавимся от дробей, умножив обе части на ((v + 2)(v - 2)):
[
10(v - 2) + 8(v + 2) = (v + 2)(v - 2)
]
Раскроем скобки:
[
10v - 20 + 8v + 16 = v^2 - 4
]
Объединим и упростим выражения:
[
18v - 4 = v^2 - 4
]
Перенесем всё в одну сторону уравнения:
[
v^2 - 18v = 0
]
Вынесем ( v ) за скобки:
[
v(v - 18) = 0
]
Отсюда имеем два решения:
- ( v = 0 )
- ( v = 18 )
Поскольку скорость лодки не может быть нулевой, реальным решением будет:
[
v = 18
]
Ответ:
Собственная скорость лодки равна 18 км/ч.