Давайте решим задачу, используя уравнения движения.
Обозначим:
- ( v ) — скорость теплохода в неподвижной воде (км/ч),
- ( v_{\text{течения}} = 4 ) км/ч — скорость течения реки,
- ( t_1 ) — время движения теплохода по течению (часы),
- ( t_2 ) — время движения теплохода против течения (часы).
Известно, что общее время, включая стоянку, составляет 44 часа, и стоянка длится 8 часов. Следовательно, время в пути составит:
[ t_1 + t_2 = 44 - 8 = 36 \text{ часов}. ]
Когда теплоход движется по течению, его скорость составляет ( v + 4 ) км/ч, а против течения — ( v - 4 ) км/ч.
Расстояние до пункта назначения и обратно одинаково и равно 308 км. Поэтому можно записать два уравнения:
По течению:
[ t_1 = \frac{308}{v + 4}. ]
Против течения:
[ t_2 = \frac{308}{v - 4}. ]
Подставим выражения для ( t_1 ) и ( t_2 ) в уравнение времени:
[ \frac{308}{v + 4} + \frac{308}{v - 4} = 36. ]
Умножим всё уравнение на ((v + 4)(v - 4)), чтобы избавиться от дробей:
[ 308(v - 4) + 308(v + 4) = 36(v^2 - 16). ]
Раскроем скобки:
[ 308v - 1232 + 308v + 1232 = 36v^2 - 576. ]
Соберём подобные члени:
[ 616v = 36v^2 - 576. ]
Перенесём всё в одну сторону:
[ 36v^2 - 616v - 576 = 0. ]
Разделим уравнение на 4 для упрощения:
[ 9v^2 - 154v - 144 = 0. ]
Теперь решим квадратное уравнение с помощью дискриминанта. Вычислим дискриминант:
[ D = b^2 - 4ac = (-154)^2 - 4 \times 9 \times (-144). ]
[ D = 23716 + 5184 = 28900. ]
Корень из дискриминанта:
[ \sqrt{D} = \sqrt{28900} = 170. ]
Теперь найдём корни уравнения:
[ v = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{154 \pm 170}{18}. ]
Первый корень:
[ v_1 = \frac{154 + 170}{18} = \frac{324}{18} = 18. ]
Второй корень:
[ v_2 = \frac{154 - 170}{18} = \frac{-16}{18} = -\frac{8}{9}. ]
Отрицательный корень не имеет физического смысла в данной задаче, поэтому скорость теплохода в неподвижной воде составляет 18 км/ч.
Ответ: 18 км/ч.