Рассмотрим задачу с помощью систем уравнений. Пусть ( v_1 ) — это скорость туриста по реке (в км/ч), а ( v_2 ) — скорость туриста пешком (в км/ч). Также введем обозначения для времени, которое турист затратил на плавание по реке, ( t_1 ), и на пеший путь, ( t_2 ).
Из условия задачи известно:
- Турист проплыл по реке 90 км и прошёл пешком 10 км.
- На пеший путь было затрачено на 4 часа меньше, чем на путь по реке.
- Если бы турист шёл пешком столько времени, сколько он плыл по реке, а плыл по реке столько времени, сколько он шёл пешком, то соответствующие расстояния были бы равны.
Запишем это в виде уравнений:
- ( 90 = v_1 \cdot t_1 ) (расстояние по реке)
- ( 10 = v_2 \cdot t_2 ) (расстояние пешком)
- ( t_2 = t_1 - 4 ) (разница во времени)
- Если бы турист шёл пешком ( t_1 ) часов, то он бы прошёл ( v_2 \cdot t_1 ) км.
- Если бы турист плыл по реке ( t_2 ) часов, то он бы проплыл ( v_1 \cdot t_2 ) км.
- ( v_2 \cdot t_1 = v_1 \cdot t_2 ) (равенство расстояний при изменении времени)
Теперь подставим ( t_2 ) из третьего уравнения в шестое:
[ v_2 \cdot t_1 = v_1 \cdot (t_1 - 4) ]
Раскроем скобки и упростим:
[ v_2 \cdot t_1 = v_1 \cdot t_1 - 4v_1 ]
[ v_2 \cdot t_1 - v_1 \cdot t_1 = -4v_1 ]
[ t_1(v_2 - v_1) = -4v_1 ]
[ t_1 = \frac{4v_1}{v_1 - v_2} ]
Теперь выразим ( v_1 ) и ( v_2 ) через ( t_1 ) и ( t_2 ):
Из первого уравнения:
[ v_1 = \frac{90}{t_1} ]
Из второго уравнения:
[ v_2 = \frac{10}{t_2} ]
Подставим ( t_2 = t_1 - 4 ):
[ v_2 = \frac{10}{t_1 - 4} ]
Теперь подставим ( v_1 ) и ( v_2 ) в уравнение ( t_1 = \frac{4v_1}{v_1 - v_2} ):
[ t_1 = \frac{4 \cdot \frac{90}{t_1}}{\frac{90}{t_1} - \frac{10}{t_1 - 4}} ]
Упростим выражение:
[ t_1 = \frac{360}{\frac{90(t_1 - 4) - 10t_1}{t_1(t_1 - 4)}} ]
[ t_1 = \frac{360 \cdot t_1(t_1 - 4)}{90t_1 - 360 - 10t_1} ]
[ t_1 = \frac{360 \cdot t_1(t_1 - 4)}{80t_1 - 360} ]
[ t_1 = \frac{360 \cdot t_1^2 - 1440 \cdot t_1}{80t_1 - 360} ]
Разделим числитель и знаменатель на 80:
[ t_1 = \frac{4.5 \cdot t_1^2 - 18 \cdot t_1}{t_1 - 4.5} ]
Упростим дальше:
[ t_1 (t_1 - 4.5) = 4.5 \cdot t_1^2 - 18 \cdot t_1 ]
[ t_1^2 - 4.5t_1 = 4.5 \cdot t_1^2 - 18 \cdot t_1 ]
[ 0 = 3.5 \cdot t_1^2 - 13.5 \cdot t_1 ]
[ t_1 (3.5 \cdot t_1 - 13.5) = 0 ]
Отсюда ( t_1 = 0 ) или ( t_1 = \frac{13.5}{3.5} ):
[ t_1 = 3.857 \text{ (округленно)} ]
Теперь найдём ( t_2 ):
[ t_2 = t_1 - 4 ]
[ t_2 = 3.857 - 4 ]
[ t_2 = -0.143 ]
Это не может быть правильным, так как время не может быть отрицательным. Вероятно, допущена ошибка в процессе упрощения.
Попробуем упростить процесс, вернувшись к исходной системе уравнений, и решим её более аккуратно.