Чтобы найти скорость автобуса до остановки, давайте обозначим скорость автобуса до остановки как ( v ) км/ч.
Расстояние и время до остановки:
- Автобус проехал половину пути (то есть ( \frac{80}{2} = 40 ) км) до остановки.
- Время на первую половину пути: ( t_1 = \frac{40}{v} ) часов.
Данные о задержке и увеличении скорости:
- Автобус был задержан на 10 минут, что эквивалентно ( \frac{10}{60} = \frac{1}{6} ) часа.
- После задержки он увеличил скорость на 20 км/ч, значит новая скорость ( v + 20 ) км/ч.
Расстояние и время после остановки:
- Автобус проехал оставшиеся 40 км со скоростью ( v + 20 ) км/ч.
- Время на вторую половину пути: ( t_2 = \frac{40}{v + 20} ) часов.
Условие задачи:
- Автобус прибыл вовремя, несмотря на задержку. Это значит, что общее время в пути без задержки равно общему времени с задержкой.
- Общее время без задержки: ( t_1 + t_2 ).
- Общее время с задержкой: ( t_1 + \frac{1}{6} + t_2 ).
Составим уравнение на основе условия, что общее время в пути без задержки равно общему времени с задержкой:
[
t_1 + t_2 = t_1 + \frac{1}{6} + t_2
]
Упростим это уравнение:
[
\frac{40}{v} + \frac{40}{v + 20} = \frac{40}{v} + \frac{1}{6} + \frac{40}{v + 20}
]
Равенства у нас уже есть, поэтому можем сократить:
[
0 = \frac{1}{6}
]
Это равенство всегда истинно, так как оно представляет условия задачи. Теперь решим уравнение с учетом дополнительного времени:
[
\frac{40}{v} + \frac{40}{v + 20} + \frac{1}{6} = \frac{80}{v}
]
Теперь упростим это уравнение, чтобы найти ( v ):
[
\frac{40}{v} + \frac{40}{v + 20} = \frac{80}{v} - \frac{1}{6}
]
Приведем к общему знаменателю:
[
\frac{40(v + 20) + 40v}{v(v + 20)} = \frac{80v - v(v + 20)}{6v(v + 20)}
]
Упростим числитель:
[
40v + 800 + 40v = 80v - \frac{v(v + 20)}{6}
]
Продолжим упрощать:
[
80v + 800 = 80v - \frac{v^2 + 20v}{6}
]
Теперь упростим и решим квадратное уравнение для ( v ):
[
80v + 800 = 80v - \frac{v^2 + 20v}{6}
]
Переносим все в одну сторону:
[
\frac{v^2 + 20v}{6} = 800
]
Умножим обе стороны на 6, чтобы убрать знаменатель:
[
v^2 + 20v = 4800
]
Переносим все в одну сторону для решения квадратного уравнения:
[
v^2 + 20v - 4800 = 0
]
Решим это уравнение с помощью формулы квадратного уравнения ( ax^2 + bx + c = 0 ):
[
v = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
]
Здесь ( a = 1 ), ( b = 20 ), и ( c = -4800 ):
[
v = \frac{-20 \pm \sqrt{20^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-4800)}}{2 \cdot 1}
]
[
v = \frac{-20 \pm \sqrt{400 + 19200}}{2}
]
[
v = \frac{-20 \pm \sqrt{19600}}{2}
]
[
v = \frac{-20 \pm 140}{2}
]
Мы получаем два возможных значения:
[
v = \frac{120}{2} = 60 \quad \text{(положительное значение, имеет смысл)}
]
[
v = \frac{-160}{2} = -80 \quad \text{(отрицательное значение, не имеет смысла)}
]
Итак, скорость автобуса до остановки была ( 60 ) км/ч.