Определить скорость на лесном участке (v3) в задаче о марш-броске десантника, который преодолел треть пути по болотистой местности со скоростью v1=4 км/ч, затем треть времени движения пробежал по полю со скоростью v2=9 км/ч, а на оставшемся участке перемещался со скоростью v3, равной средней скорости на всём пути. Необходимо записать решение задачи и выразить ответ в км/ч.
Алексей
Для решения данной задачи, нам нужно определить скорость на лесном участке (v3). Для этого мы воспользуемся формулой для средней скорости, которая гласит:
\[средняя \, скорость = \frac{пройденное \, расстояние}{затраченное \, время}\]
Давайте предположим, что всего путь, пройденный десантником, равен D километров. Тогда каждый из трёх участков будет составлять треть этого пути, то есть \(\frac{D}{3}\) километров.
Также предположим, что время, затраченное десантником на весь путь, равно T часам.
На первом участке (болотистая местность) десантник движется со скоростью v1 = 4 км/ч. Тогда время, затраченное на преодоление первого участка, будет равно:
\[t_1 = \frac{\frac{D}{3} \, км}{v_1} = \frac{\frac{D}{3} \, км}{4 \, км/ч}\]
На втором участке (поле) десантник движется со скоростью v2 = 9 км/ч. Тогда время, затраченное на преодоление второго участка, будет равно:
\[t_2 = \frac{\frac{D}{3} \, км}{v_2} = \frac{\frac{D}{3} \, км}{9 \, км/ч}\]
Оставшийся участок (лесной) преодолевается со скоростью v3, которую нам нужно найти.
Так как десантник проходит каждый участок третьего пути, то на оставшемся участке он также пройдёт \(\frac{D}{3}\) километров. Тогда время, затраченное на преодоление оставшегося участка, будет равно:
\[t_3 = \frac{\frac{D}{3} \, км}{v_3}\]
Также, согласно условию задачи, средняя скорость на всём пути равна v3. Мы можем записать это равенство как:
\[v_3 = \frac{пройденное \, расстояние}{затраченное \, время} = \frac{D}{T}\]
Теперь, с помощью того, что на каждом участке десантник проходит треть пути, можем записать такое равенство с использованием суммы времени для всех трех участков:
\[T = t_1 + t_2 + t_3\]
Теперь, подставим выражения для \(t_1\), \(t_2\) и \(t_3\) в это равенство:
\[T = \frac{\frac{D}{3} \, км}{4 \, км/ч} + \frac{\frac{D}{3} \, км}{9 \, км/ч} + \frac{\frac{D}{3} \, км}{v_3}\]
Объединим дроби с общим знаменателем:
\[T = \frac{D}{12 \, км/ч} + \frac{D}{27 \, км/ч} + \frac{D}{v_3}\]
Получили уравнение для времени T. Теперь, используя равенство \(v_3 = \frac{D}{T}\), подставим это выражение в уравнение для T:
\[T = \frac{D}{12 \, км/ч} + \frac{D}{27 \, км/ч} + \frac{D}{\frac{D}{T}}\]
Упростим это уравнение, умножив все слагаемые на их общий знаменатель 12*27*T:
\[T(12*27*T) = D(27*T + 12*T + D)\]
Раскроем скобки и приведем подобные слагаемые:
\[12*27*T^2 = 39*D*T + D^2\]
Получили квадратное уравнение для времени T. Теперь решим его относительно T:
\[12*27*T^2 - 39*D*T - D^2 = 0\]
Для решения этого уравнения нам нужно вычислить дискриминант \(D = b^2 - 4ac\):
\[D = (-39*D)^2 - 4*(12*27)*(-D^2)\]
Решением данного квадратного уравнения будут значения, при которых \(D \geq 0\) (положительное или равное нулю значение дискриминанта). Если дискриминант отрицательный, то уравнение не имеет решений в действительных числах.
Если мы найдем значения времени T, то можем найти значения скорости v3, используя равенство \(v_3 = \frac{D}{T}\).
P.S. Прошу обратить внимание, что я предоставил общий подход к решению данной задачи. Для получения конкретных численных значений следует подставить конкретные числа и решить уравнение. Также, возможно вам понадобиться использование квадратного корня при нахождении дискриминанта.
\[средняя \, скорость = \frac{пройденное \, расстояние}{затраченное \, время}\]
Давайте предположим, что всего путь, пройденный десантником, равен D километров. Тогда каждый из трёх участков будет составлять треть этого пути, то есть \(\frac{D}{3}\) километров.
Также предположим, что время, затраченное десантником на весь путь, равно T часам.
На первом участке (болотистая местность) десантник движется со скоростью v1 = 4 км/ч. Тогда время, затраченное на преодоление первого участка, будет равно:
\[t_1 = \frac{\frac{D}{3} \, км}{v_1} = \frac{\frac{D}{3} \, км}{4 \, км/ч}\]
На втором участке (поле) десантник движется со скоростью v2 = 9 км/ч. Тогда время, затраченное на преодоление второго участка, будет равно:
\[t_2 = \frac{\frac{D}{3} \, км}{v_2} = \frac{\frac{D}{3} \, км}{9 \, км/ч}\]
Оставшийся участок (лесной) преодолевается со скоростью v3, которую нам нужно найти.
Так как десантник проходит каждый участок третьего пути, то на оставшемся участке он также пройдёт \(\frac{D}{3}\) километров. Тогда время, затраченное на преодоление оставшегося участка, будет равно:
\[t_3 = \frac{\frac{D}{3} \, км}{v_3}\]
Также, согласно условию задачи, средняя скорость на всём пути равна v3. Мы можем записать это равенство как:
\[v_3 = \frac{пройденное \, расстояние}{затраченное \, время} = \frac{D}{T}\]
Теперь, с помощью того, что на каждом участке десантник проходит треть пути, можем записать такое равенство с использованием суммы времени для всех трех участков:
\[T = t_1 + t_2 + t_3\]
Теперь, подставим выражения для \(t_1\), \(t_2\) и \(t_3\) в это равенство:
\[T = \frac{\frac{D}{3} \, км}{4 \, км/ч} + \frac{\frac{D}{3} \, км}{9 \, км/ч} + \frac{\frac{D}{3} \, км}{v_3}\]
Объединим дроби с общим знаменателем:
\[T = \frac{D}{12 \, км/ч} + \frac{D}{27 \, км/ч} + \frac{D}{v_3}\]
Получили уравнение для времени T. Теперь, используя равенство \(v_3 = \frac{D}{T}\), подставим это выражение в уравнение для T:
\[T = \frac{D}{12 \, км/ч} + \frac{D}{27 \, км/ч} + \frac{D}{\frac{D}{T}}\]
Упростим это уравнение, умножив все слагаемые на их общий знаменатель 12*27*T:
\[T(12*27*T) = D(27*T + 12*T + D)\]
Раскроем скобки и приведем подобные слагаемые:
\[12*27*T^2 = 39*D*T + D^2\]
Получили квадратное уравнение для времени T. Теперь решим его относительно T:
\[12*27*T^2 - 39*D*T - D^2 = 0\]
Для решения этого уравнения нам нужно вычислить дискриминант \(D = b^2 - 4ac\):
\[D = (-39*D)^2 - 4*(12*27)*(-D^2)\]
Решением данного квадратного уравнения будут значения, при которых \(D \geq 0\) (положительное или равное нулю значение дискриминанта). Если дискриминант отрицательный, то уравнение не имеет решений в действительных числах.
Если мы найдем значения времени T, то можем найти значения скорости v3, используя равенство \(v_3 = \frac{D}{T}\).
P.S. Прошу обратить внимание, что я предоставил общий подход к решению данной задачи. Для получения конкретных численных значений следует подставить конкретные числа и решить уравнение. Также, возможно вам понадобиться использование квадратного корня при нахождении дискриминанта.
Знаешь ответ?