Для решения задачи обозначим скорость велосипедиста через ( v ) км/ч. Тогда скорость мотоциклиста будет ( v + 30 ) км/ч.
Пусть время, затраченное велосипедистом на путь из города A в город B, равно ( t ) часам. Тогда для мотоциклиста время в пути будет ( t - 3 ) часа, так как он прибыл на 3 часа раньше.
Теперь выразим время в пути для каждого из них через формулу времени: ( \text{время} = \frac{\text{расстояние}}{\text{скорость}} ).
Для велосипедиста:
[ t = \frac{100}{v} ]
Для мотоциклиста:
[ t - 3 = \frac{100}{v + 30} ]
Теперь составим уравнение, приравняв выражения для ( t ):
[ \frac{100}{v} = \frac{100}{v + 30} + 3 ]
Решим это уравнение. Сначала избавимся от дробей, умножив всё уравнение на ( v(v + 30) ):
[ 100(v + 30) = 100v + 3v(v + 30) ]
Раскроем скобки:
[ 100v + 3000 = 100v + 3v^2 + 90v ]
Перенесём всё в одну часть уравнения:
[ 3v^2 + 90v + 100v - 100v - 3000 = 0 ]
Упростим:
[ 3v^2 + 90v - 3000 = 0 ]
Разделим уравнение на 3 для упрощения:
[ v^2 + 30v - 1000 = 0 ]
Решим квадратное уравнение с помощью дискриминанта:
[ D = b^2 - 4ac = 30^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-1000) = 900 + 4000 = 4900 ]
Корень из дискриминанта:
[ \sqrt{4900} = 70 ]
Теперь найдём корни уравнения:
[ v_1, v_2 = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-30 \pm 70}{2} ]
Первый корень:
[ v_1 = \frac{-30 + 70}{2} = \frac{40}{2} = 20 ]
Второй корень:
[ v_2 = \frac{-30 - 70}{2} = \frac{-100}{2} = -50 ]
Поскольку скорость не может быть отрицательной, принимаем ( v = 20 ).
Таким образом, скорость велосипедиста равна 20 км/ч.