Для решения этой задачи введем переменные и уравнения на основе условий задачи. Пусть ( v ) км/ч — скорость велосипедиста на первом участке пути (18 км). Тогда на втором участке пути (6 км) его скорость будет ( v - 6 ) км/ч.
Сначала выразим время, затраченное на каждом участке пути:
Время, затраченное на первый участок пути:
[
t_1 = \frac{18}{v}
]
Время, затраченное на второй участок пути:
[
t_2 = \frac{6}{v - 6}
]
По условию задачи, общее время в пути составляет 1,5 часа. Таким образом, можно записать уравнение:
[
t_1 + t_2 = 1,5
]
Подставим выражения для ( t_1 ) и ( t_2 ):
[
\frac{18}{v} + \frac{6}{v - 6} = 1,5
]
Чтобы решить это уравнение, найдем общий знаменатель и приведем дроби к нему:
Общий знаменатель: ( v(v - 6) ).
Преобразуем уравнение:
[
\frac{18(v - 6) + 6v}{v(v - 6)} = 1,5
]
[
18v - 108 + 6v = 1,5v(v - 6)
]
[
24v - 108 = 1,5v^2 - 9v
]
Приведем всё к стандартному квадратному уравнению:
[
1,5v^2 - 33v + 108 = 0
]
Для удобства домножим уравнение на 2, чтобы избавиться от дробей:
[
3v^2 - 66v + 216 = 0
]
Теперь используем дискриминант для решения квадратного уравнения ( av^2 + bv + c = 0 ), где ( a = 3 ), ( b = -66 ), ( c = 216 ).
Вычислим дискриминант:
[
D = b^2 - 4ac = (-66)^2 - 4 \cdot 3 \cdot 216
]
[
D = 4356 - 2592 = 1764
]
Корни уравнения находятся по формуле:
[
v = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a}
]
[
v = \frac{66 \pm \sqrt{1764}}{6}
]
[
v = \frac{66 \pm 42}{6}
]
Получаем два возможных значения для ( v ):
- ( v = \frac{66 + 42}{6} = 18 )
- ( v = \frac{66 - 42}{6} = 4 )
Значение скорости ( v = 4 ) км/ч не подходит, так как на втором участке скорость должна быть ( v - 6 ), что даст отрицательное значение. Поэтому ( v = 18 ) км/ч.
Таким образом, скорость на втором участке пути равна:
[
v - 6 = 18 - 6 = 12 \text{ км/ч}
]
Ответ: скорость велосипедиста на втором участке пути составляет 12 км/ч.