Главное меню

Как решить задачу про две моторные лодки и путь из Шагонара в Саяногорск?

Автор Майк К, Март 14, 2024, 07:15

« назад - далее »

Майк К

Из населенного пункта Шагонар в населенный пункт Саяногорск, расположенный ниже по течению реки Енисей, выходят две моторные лодки. Каждая лодка доходит до пункта Саяногорск и возвращается в пункт Шагонар. Скорость второй лодки на 50% больше, чем у первой лодки, и времени на всю поездку у неё уходит на 20% меньше времени, чем у первой лодки. Найдите отношение времени, которое затрачивает на путь от Шагонара до Саяногорска первая лодка, к времени, которое затрачивает на тот же путь вторая лодка. Ответ округлите до сотых.

Yevgen

Конечно, первым делом хочется, как Nasos сказать: "так нам уже дали зависимость времени" разница в 20%. Давайте будем считать, что на всем пути это было одинаково.
Но человек попавший на олимпиаду не случайным образом всё же задастся вопросом. А как так: Катер плывет на 50% больше (иначе говоря в 1,5 раза быстрее), а времени затратил не в 1,5 раза меньше?
Значит, что то не то. И всё не так просто. А зная из условия, что у реки есть течение, то всё же придется решать в соответсвии с условиями.
Решаем
Классически составим таблицу на движение S - расстояние в 1 конец ; V - скорость; T - время.
Поскольку есть течение реки, то обозначим его "u" и так как будем искать отношение, то примем S за единицу.
1 Лодка туда: S = 1 ; V = (v + u); T = 1/(v+u)
1 Лодка обратно: S = 1 ; V = (v - u); T = 1/(v-u)
2 Лодка туда: S = 1 ; V = (1,5v + u); T = 1/(1,5v+u)
2 Лодка обратно: S = 1 ; V = (1,5v - u); T = 1/(1,5v-u)
По условию
(1/(1,5v+u) + 1/(1,5v-u)) : (1/(v+u) + 1/(v-u)) = 0,8 (1)
А надо найти:
1/(v+u) : 1/(1,5v+u) = (1,5v+u)/(v+u) = ?
Преобразуем выражение (1)
Приведем к общему знаменателю и упростим
(3/2)•(v²-u²) / ((1,5v)² - y²) = 8/10
(v²-u²) / (2,25v² - u²) = 16/30
(-1,25v² + (2,25v² - u²)) / (2,25v² - u²) = 8/15
-1,25v² / (2,25v² - u²) + 1 = 8/15
1,25v² / (2,25v² - u²) = 1 - 8/15 = 7/15
v² / (2,25v² - u²) = 7/15 : 1,25 = (7/15)•8/10 = 28/75
(2,25v² - u²)/v² = 75/28
2,25 - u²/v² = 75/28
(u/v)² = 2,25 - 75/28 = 9/4 - 75/28 = 63/28 - 75/28 = -12/28 < 0
Получили квадрат отношения скоростей отрицательным, что невозможно.
То есть данное условие несовместно.
В реальности при нулевом течении скорость будет в 1,5 раза выше, а обшее время 1/1,5 ≈ 0,(6) И это максимально возможный результат. Далее с увеличением доли скорости течения отношение времени будет только уменьшатся. Так что отношения 0,8 не получится.
Что то напортачили в условии.
Возможно время второй лодки составляет 20% от первой,( а не на 20% меньше) тогда бы течение было около 0,9 от  скорости лодки и можно посчитать. Может ещё какой вариант.
Но принцип решения показан. Берем уравнение и преобразованиями находим отношение скоростей лодки и течения. А зная это отношение можно его подставить и получить выражение с одной переменной, которое преобразованиями можно привести к требуемому.
Вот только условие бы было бы корректное.
А так конечно интересно было бы взглянуть на какое нибудь решение.

Miron

Ключевая фраза в этой задаче вот эта - "времени на всю поездку у неё уходит на 20% меньше времени, чем у первой лодки", а вся остальная информация не имеет никакого значения для решения этой задачи.
Искомое отношение времени будет таким:
100% / (100% - 20%) = 100% / 80% = 1.25,
даже округлять до сотых не пришлось. 
Ответ на задачу: Отношение времени, которое затрачивает на путь от Шагонара до Саяногорска первая лодка, ко времени, которое затрачивает на тот же путь вторая лодка равно 1.25