Давайте обозначим скорость велосипедиста как ( v_1 ) км/ч, а скорость мотоциклиста как ( v_2 ) км/ч. Пусть расстояние между городами А и В равно ( S ) км.
В момент встречи, велосипедист и мотоциклист вместе преодолели всё расстояние ( S ). Мы знаем, что после встречи мотоциклист доехал до города В за 1 час, а велосипедист доехал до города А за 9 часов.
Теперь давайте обозначим время, которое прошло до встречи, как ( t ) часов.
- Расстояние, которое проехал мотоциклист до встречи: ( v_2 \cdot t ).
- Расстояние, которое проехал велосипедист до встречи: ( v_1 \cdot t ).
Так как они встретились, то сумма этих расстояний равна ( S ):
[ v_1 \cdot t + v_2 \cdot t = S ]
[ t \cdot (v_1 + v_2) = S ]
После встречи:
- Мотоциклист доехал до города В за 1 час, значит расстояние, которое он проехал после встречи, равно ( v_2 \cdot 1 = v_2 ).
- Велосипедист доехал до города А за 9 часов, значит расстояние, которое он проехал после встречи, равно ( v_1 \cdot 9 ).
Поскольку эти расстояния исходя из их движения после встречи до конца пути также составляют части ( S ):
[ v_2 \cdot t = v_1 \cdot 9 ]
Теперь выразим ( t ) из этого уравнения:
[ t = \frac{v_1 \cdot 9}{v_2} ]
Подставим ( t ) в уравнение ( t \cdot (v_1 + v_2) = S ):
[ \frac{v_1 \cdot 9}{v_2} \cdot (v_1 + v_2) = S ]
Упростим это уравнение:
[ 9v_1 \cdot \left( \frac{v_1 + v_2}{v_2} \right) = S ]
[ 9v_1 \cdot \frac{v_1}{v_2} + 9v_1 = S ]
[ \frac{9v_1^2}{v_2} + 9v_1 = S ]
Теперь, для определения отношения скоростей, разделим это уравнение на ( 9v_1 ):
[ \frac{v_1^2}{v_2 \cdot v_1} + 1 = \frac{S}{9v_1} ]
[ \frac{v_1}{v_2} + 1 = \frac{S}{9v_1} ]
[ \frac{v_1}{v_2} + 1 = \frac{v_1 + v_2}{9v_1} ]
Упростим это уравнение:
[ \frac{v_1}{v_2} + 1 = \frac{1}{9} \cdot \left( \frac{v_1 + v_2}{v_1} \right) ]
[ \frac{v_1}{v_2} + 1 = \frac{1}{9} \left( 1 + \frac{v_2}{v_1} \right) ]
Теперь умножим обе стороны уравнения на 9:
[ 9 \left( \frac{v_1}{v_2} + 1 \right) = 1 + \frac{v_2}{v_1} ]
[ 9 \frac{v_1}{v_2} + 9 = 1 + \frac{v_2}{v_1} ]
Теперь умножим обе стороны на ( v_1 \cdot v_2 ):
[ 9v_1^2 + 9v_1v_2 = v_1v_2 + v_2^2 ]
Перенесем все члены на одну сторону уравнения:
[ 9v_1^2 + 9v_1v_2 - v_1v_2 - v_2^2 = 0 ]
[ 9v_1^2 + 8v_1v_2 - v_2^2 = 0 ]
Для того чтобы найти отношение ( \frac{v_2}{v_1} ), разделим все члены уравнения на ( v_1^2 ):
[ 9 + 8 \frac{v_2}{v_1} - \left( \frac{v_2}{v_1} \right)^2 = 0 ]
Обозначим ( \frac{v_2}{v_1} = k ):
[ 9 + 8k - k^2 = 0 ]
Это квадратное уравнение относительно ( k ):
[ k^2 - 8k - 9 = 0 ]
Решим это уравнение с помощью дискриминанта:
[ D = b^2 - 4ac = (-8)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-9) = 64 + 36 = 100 ]
Корни уравнения:
[ k_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{8 \pm 10}{2} ]
Корни:
[ k_1 = \frac{18}{2} = 9 ]
[ k_2 = \frac{-2}{2} = -1 ]
Положительное отношение:
[ k = 9 ]
Таким образом, скорость мотоциклиста в 9 раз больше скорости велосипедиста.