Чтобы определить скорость течения реки и собственную скорость теплохода, воспользуемся следующими обозначениями:
- ( v_{т} ) — собственная скорость теплохода относительно воды (это та скорость, с которой теплоход движется в неподвижной воде).
- ( v_{р} ) — скорость течения реки.
- ( v_{вниз} = 20 ) км/ч — скорость теплохода относительно берега, когда он движется вниз по течению.
- ( v_{вверх} = 18 ) км/ч — скорость теплохода относительно берега, когда он движется вверх против течения.
Когда теплоход движется вниз по течению, его скорость относительно берега складывается из собственной скорости и скорости течения реки:
[ v{вниз} = v{т} + v_{р} ]
Когда теплоход движется вверх против течения, его скорость относительно берега уменьшается на скорость течения реки:
[ v{вверх} = v{т} - v_{р} ]
Теперь у нас есть две системы уравнений:
- ( v{т} + v{р} = 20 )
- ( v{т} - v{р} = 18 )
Чтобы найти ( v{т} ) и ( v{р} ), сложим эти два уравнения. Это позволит нам избавиться от ( v_{р} ):
[ (v{т} + v{р}) + (v{т} - v{р}) = 20 + 18 ]
Получим:
[ 2v_{т} = 38 ]
Следовательно:
[ v_{т} = \frac{38}{2} = 19 \text{ км/ч} ]
Теперь подставим найденное значение ( v_{т} ) в одно из исходных уравнений, например, во второе уравнение:
[ 19 - v_{р} = 18 ]
Решаем это уравнение для ( v{р} ):
[ v{р} = 19 - 18 = 1 \text{ км/ч} ]
Таким образом, собственная скорость теплохода ( v{т} ) составляет 19 км/ч, а скорость течения реки ( v{р} ) составляет 1 км/ч.