Автобусная остановка b расположена на прямолинейном шоссе между остановками a и c. через некоторое время после выезда из a автобус оказался в такой точке шоссе, что расстояние от неё до одной из трёх остановок равно сумме расстояний до двух других. ещё через такое же время автобус снова оказался в точке с таким свойством, а ещё через 25 минут доехал до b. сколько времени требуется автобусу на весь путь от a до c, если его скорость постоянна, а на остановке b он стоит 5 минут?
1. Расстояние от точки в середине к одной из остановок равно сумме расстояний до двух других остановок. Обозначим расстояние от точки в середине до остановки a как x, от точки в середине до остановки b как y и от точки в середине до остановки c как z. Тогда, согласно условию, у нас есть следующее уравнение:
x = y + z
2. Через некоторое время автобус оказывается в другой точке с таким же свойством. Обозначим новое расстояние от этой точки до остановки a как x', до остановки b как y' и до остановки c как z'. Тогда мы можем записать следующее уравнение:
y' = x' + z'
3. Нам также дано, что через 25 минут автобус доехал до остановки b. Так как на остановке b автобус стоит 5 минут, то время, которое автобус провел в пути от точки с таким же свойством до остановки b, составляет 25 - 5 = 20 минут.
Теперь давайте решим данную систему уравнений и найдем значения x, y и z.
Уравнение 1: x = y + z
Уравнение 2: y' = x' + z'
Так как расстояния не изменяются со временем (так как скорость автобуса постоянна), можем записать:
x + 20 = y + z
y' + 20 = x' + z'
Теперь заменим x и y во втором уравнении с помощью уравнения 1:
y + 20 = x' + z'
y + 20 = (y' + z') + z'
Упростим это уравнение:
y = y' + 2z'
20 = z' - z
Из последнего уравнения получаем:
z' = 20 + z
Теперь можем записать уравнение, используя y = y' + 2z':
x + 20 = (y' + 2z') + z
x + 20 = y' + 3z' + z
x + 20 = y' + 3(20 + z) + z
x + 20 = y' + 60 + 3z + z
x - y' = 80 + 4z
Теперь у нас есть система из трех уравнений:
x + 20 = y + z
z' = 20 + z
x - y' = 80 + 4z
Теперь рассмотрим последнее уравнение в системе. Нам дано, что через 25 минут автобус доехал до остановки b. Это означает, что x - y' = 25.
Теперь можем записать систему уравнений:
x + 20 = y + z
z' = 20 + z
x - y' = 25
Теперь решим эту систему уравнений. Сложим первое и третье уравнения, чтобы избавиться от переменной x:
(x + 20) + (x - y') = (y + z) + 25
2x - y' = y + z + 25 - 20
2x - y' = y + z + 5
Из последнего уравнения получаем:
2x - y' = y + z + 5
2x - y' = z + (x + 5)
Теперь заменим y' во втором уравнении с помощью уравнения 2:
2x - (x' + z') = z + (x + 5)
2x - x' - z' = z + x + 5
Упростим это уравнение:
x - x' = 2z' + 5
Теперь заменим z' во втором уравнении с помощью уравнения 2:
x - (20 + z) = 2(20 + z) + 5
x - 20 - z = 40 + 2z + 5
x - 20 - z = 2z + 45
Упростим это уравнение:
x - z = 2z + 65
Теперь у нас имеется система из двух уравнений:
x - z = 2z + 65
x - x' = 2z' + 5
Теперь избавимся от переменной x, выразив ее через z и z':
x = 2z + 65 + z
x = 3z + 65
Теперь заменим x во втором уравнении с помощью выражения выше:
3z + 65 - x' = 2z' + 5
Упростим это уравнение:
3z - 2z = x' - 5 - 65
z = x' - 70
Теперь у нас есть выражение для z через x':
z = x' - 70
Теперь рассмотрим второе уравнение системы:
z' = 20 + z
Теперь заменим z в этом уравнении с помощью x':
z' = 20 + (x' - 70)
z' = x' - 50
Теперь у нас есть выражение для z' через x':
z' = x' - 50
Теперь соединим все вместе. Заменим z' и z в первом уравнении системы:
x + 20 = y + (x' - 70) + (x' - 50)
x + 20 = y + 2x' - 120
x + 20 - y = 2x' - 120
Теперь рассмотрим третье уравнение системы:
x - y' = 25
Теперь заменим y' в третьем уравнении с помощью x' и подставим это выражение в первое уравнение системы:
x + 20 - (x' + 5) = 2x' - 120
x - x' + 15 = 2x' - 120
Теперь у нас есть два уравнения с двумя неизвестными x и x'. Решим их:
x - x' + 15 = 2x' - 120
Перенесем все переменные с x' на одну сторону:
x - 2x' - x' = -120 - 15
x - 3x' = -135
Теперь рассмотрим первое уравнение системы:
x + 20 - y = 2x' - 120
Заменим x' в этом уравнении с помощью x:
x + 20 - y = 2(x - 3x') - 120
x + 20 - y = 2x - 6x' - 120
Перенесем все переменные с x' на одну сторону:
x + 20 - y - 2x = -120 - 6x'
-2x' = -140 - y
2x' = 140 + y
Теперь у нас есть два уравнения с двумя неизвестными x и x'. Найдем значения этих неизвестных:
x - 3x' = -135
2x' = 140 + y
Разрешим первое уравнение относительно x:
x = 3x' - 135
Подставим это значение x во второе уравнение:
2x' = 140 + y
2(3x' - 135) = 140 + y
6x' - 270 = 140 + y
6x' = 410 + y
x' = (410 + y) / 6
Теперь заменим x' в выражении для x:
x = 3x' - 135
x = 3((410 + y) / 6) - 135
x = (1230 + 3y) / 6 - 135
x = 1230/6 + 3y/6 - 135
x = 205 + y/2 - 135
x = 70 + y/2
Теперь у нас есть значения x и x'. Заметим, что x обозначает расстояние от точки в середине до остановки a, a x' обозначает расстояние от точки после второго пересечения с условием до остановки a.
Теперь вычислим расстояние от a до с, используя полученные значения x и x':
x + x' = 70 + y/2 + (410 + y)/6
2x + x' = 140 + y + 410 + y
3x + x' = 550 + 2y
Используя уравнение x = 3x' - 135, можем записать:
3x + x' = 550 + 2y
9x' - 135 + x' = 550 + 2y
10x' = 685 + 2y
x' = (685 + 2y) / 10
x' = 137 + y/5
Теперь можем найти время, которое требуется автобусу на весь путь от oстановки a до c. Расстояние от a до c равно x + x', поэтому:
Время = Расстояние / Скорость = (x + x') / Скорость
Теперь заменим x и x' в этом выражении:
Время = (70 + y/2 + 137 + y/5) / Скорость
Теперь у нас есть выражение для времени, требуемого на весь путь от остановки a до с. Чтобы получить итоговый ответ, нам нужно знать значение скорости автобуса.