Примем собственную скорость катера за Х км/ч.
Тогда скорость катера по течению составит:
Х + 2 км/ч.
Скорость катера против течения будет равна:
Х – 2 км/ч.
При этом на проделанный путь катер затратил 3 часа:
(40 / (Х + 2)) + (6 / (Х - 2)) = 3;
Решим полученное уравнение:
(40 * (Х – 2) + 6 * (Х + 2)) / ((Х + 2) * (Х - 2)) = 3;
40 * (Х – 2) + 6 * (Х + 2) = 3 * (Х + 2) * (Х - 2);
40 * Х – 80 + 6 * Х + 12 = 3 * (Х2 - 22);
46 * Х – 68 - 3 * (Х2 - 4) = 0;
46 * Х – 68 - 3 * Х2 + 12 = 0;
46 * Х – 56 - 3 * Х2 = 0;
То есть уравнение приведено к виду a * x2 + b *x + c = 0, где а = -3; b = 46; с = -56.
Такое уравнение имеет 2 решения:
Х1 = (- b – √‾(b2 – 4 * a * c)) / (2 * a) = (- 46 – √‾((46)2 - 4 * 3 * 56)) / (- 3 * 2) = (-46 – √‾(2116 - 672)) / -6 = (-46 – √‾1444) / -6 = (-46 – 38) / - 6 = - 84 / - 6 = 84/6 = 14;
Х2 = (- b – √‾(b2 – 4 * a * c)) / (2 * a) = (- 46 + √‾((46)2 - 4 * 3 * 56)) / (- 3 * 2) = (-46 + √‾(2116 - 672)) / -6 = (-46 + √‾1444) / -6 = (-46 + 38) / - 6 = - 8 / - 6 = 8/6 = 1 2/6 = 1 1/3;
Проверим первый корень:
40 км катер пройдет за:
40 / (14 + 2) = 40 / 16 = 2,5 ч = 2 ч 30 мин.
6 км катер пройдет за:
6 / (14 – 2) = 6 / 12 = 1 / 2 ч = 30 мин.
В сумме затрачено времени:
2 ч 30 мин + 30 мин = 3 ч.
Проверим второй корень:
40 км катер пройдет за:
40 / (1 1/3 + 2) = 40 / (3 1/3) = 40 / (10/3) = 40 * 3/10 = 12.
6 км катер пройдет за:
6 / (1 1/3 - 2) = 6 / (- 2/3) = 6 * (- 3/2) = - 9.
Если математика цифры отрицательные приемлет, то катер по реке не может пройти расстояние за отрицательное время и значит второй корень отпадает.
Ответ: собственная скорость катера составляет 14 км/ч.