Для решения задачи введем переменные и используем уравнения движения.
Обозначим скорость второго самолета как ( v ) км/ч. Тогда скорость первого самолета будет ( v - 60 ) км/ч, поскольку она на 60 км/ч меньше скорости второго самолета.
Самолеты встретились на середине пути, то есть каждый из них прошел 1200 км (половина от 2400 км).
Пусть ( t ) — время полета второго самолета в часах. Тогда первый самолет летал на 4 минуты дольше, что равно (\frac{4}{60} = \frac{1}{15}) часа. Таким образом, время полета первого самолета — ( t + \frac{1}{15} ) часа.
Составим уравнения для расстояний, пройденных самолетами:
- Для первого самолета: ( (v - 60) \left(t + \frac{1}{15}\right) = 1200 ).
- Для второго самолета: ( v \cdot t = 1200 ).
Теперь решим систему уравнений.
Из второго уравнения выразим ( t ):
[ t = \frac{1200}{v} ]
Подставим это выражение во второе уравнение:
[ (v - 60) \left(\frac{1200}{v} + \frac{1}{15}\right) = 1200 ]
Раскроем скобки:
[ 1200 - \frac{72000}{v} + \frac{v - 60}{15} = 1200 ]
Упростим уравнение:
[ \frac{v - 60}{15} = \frac{72000}{v} ]
Умножим обе части на 15v, чтобы избавиться от дробей:
[ (v - 60) \cdot v = 72000 ]
Раскроем скобки:
[ v^2 - 60v = 72000 ]
Перенесем все в одну сторону:
[ v^2 - 60v - 72000 = 0 ]
Решим квадратное уравнение с помощью дискриминанта. Дискриминант ( D ) равен:
[ D = (-60)^2 - 4 \times 1 \times (-72000) = 3600 + 288000 = 291600 ]
Корень из дискриминанта:
[ \sqrt{291600} = 540 ]
Теперь найдем корни квадратного уравнения:
[ v_1 = \frac{60 + 540}{2} = 300 ]
[ v_2 = \frac{60 - 540}{2} = -240 ]
Отрицательное значение скорости не имеет физического смысла, поэтому ( v = 300 ) км/ч.
Теперь найдем скорость первого самолета:
[ v - 60 = 300 - 60 = 240 ] км/ч.
Ответ: скорость второго самолета — 300 км/ч, скорость первого самолета — 240 км/ч.