Теплоход проходит по течению реки до пункта назначения 567 км и после стоянки возвращается в пункт отправления. Найдите скорость теплохода в неподвижной воде, если скорость течения равна 3 км/ч, стоянка длится 6 часов, а в пункт отправления теплоход возвращается через 54 часа. Ответ дайте в км/ч.
#3126: Банк ФИПИ 17A0D7
Обозначим:
- \( v \) — скорость теплохода в неподвижной воде (км/ч),
- \( v_{\text{теч}} = 3 \) км/ч — скорость течения реки.
### Время пути:
1. **Путь по течению**:
- Эффективная скорость теплохода при движении по течению: \( v + 3 \).
- Время на путь по течению:
\[
t_{\text{вниз}} = \frac{567}{v + 3}
\]
2. **Путь против течения**:
- Эффективная скорость теплохода при движении против течения: \( v - 3 \).
- Время на путь против течения:
\[
t_{\text{вверх}} = \frac{567}{v - 3}
\]
3. **Стоянка**:
- Стоянка длится 6 часов.
4. Общее время пути, включая стоянку, равно 54 часа. Таким образом, у нас есть уравнение:
\[
t_{\text{вверх}} + t_{\text{вниз}} + 6 = 54
\]
Подставим выражения для \( t_{\text{вверх}} \) и \( t_{\text{вниз}} \):
\[
\frac{567}{v - 3} + \frac{567}{v + 3} + 6 = 54
\]
Упростим уравнение:
\[
\frac{567}{v - 3} + \frac{567}{v + 3} = 48
\]
Переносим 6 часов на правую сторону.
### Преобразуем уравнение:
1. Приведем дроби к общему знаменателю:
\[
\frac{567(v + 3) + 567(v - 3)}{(v - 3)(v + 3)} = 48
\]
Упростим числитель:
\[
567(v + 3) + 567(v - 3) = 567v + 1701 + 567v - 1701 = 1134v
\]
Следовательно, уравнение принимает вид:
\[
\frac{1134v}{v^2 - 9} = 48
\]
2. Умножим обе части уравнения на \( (v^2 - 9) \), чтобы избавиться от дроби:
\[
1134v = 48(v^2 - 9)
\]
Раскроем скобки:
\[
1134v = 48v^2 - 432
\]
Переносим все на одну сторону:
\(
48v^2 - 1134v - 432 = 0
\)
### Решение квадратного уравнения:
Теперь решим квадратное уравнение:
\[
48v^2 - 1134v - 432 = 0
\]
Используем формулу для дискриминанта \( D = b^2 - 4ac \):
- \( a = 48 \),
- \( b = -1134 \),
- \( c = -432 \).
Вычислим дискриминант:
\[
D = (-1134)^2 - 4 \cdot 48 \cdot (-432)
\]
\[
D = 1285956 + 82944 = 1368900
\]
Теперь извлечем квадратный корень из дискриминанта:
\[
\sqrt{1368900} = 1170
\]
Теперь вычислим корни уравнения:
\[
v = \frac{-(-1134) \pm 1170}{2 \cdot 48}
\]
\[
v = \frac{1134 \pm 1170}{96}
\]
### Находим корни:
1. \( v_1 = \frac{1134 + 1170}{96} = \frac{2304}{96} = 24 \) км/ч,
2. \( v_2 = \frac{1134 - 1170}{96} = \frac{-36}{96} = -0.375 \) км/ч (отрицательная скорость не имеет смысла).
### Ответ:
Скорость теплохода в неподвижной воде составляет \( 24 \) км/ч.