一艘船在逆流中行駛 30 公里,順流行駛 44 公里,共用時 10 小時。在 13 小時內,它可以逆流行駛 40 公里,順流行駛 55 公里。確定水流速度和船在靜水中的速度。
已知:一艘船在逆流中行駛 30 公里,順流行駛 44 公里,共用時 10 小時。在 13 小時內,它可以逆流行駛 40 公里,順流行駛 55 公里。
要求:求水流速度和船在靜水中的速度。
解答
設水流速度為 $x\ km/hr$
設船在靜水中的速度為 $y\ km/hr$
逆流速度 $=y−x\ km/hr$
順流速度 $=y+x\ km/hr$
$時間=\frac{速度}{距離}$
船在逆流中行駛 30 公里,順流行駛 44 公里,共用時 10 小時。
所用時間 $=\frac{30}{y−x} +\frac{44}{y+x}$
$\Rightarrow 10= \frac{30}{y−x} +\frac{44}{y+x}$ ................. $( 1)$
船在逆流中行駛 40 公里,順流行駛 55 公里,共用時 13 小時。
所用時間 $=\frac{40}{y-x}+\frac{55}{y+x}$
$\Rightarrow 13 =\frac{40}{y-x}+\frac{55}{y+x}$ ................. $( 2)$
令 $\frac{1}{y-x}=u$ 和 $\frac{1}{y+x}=v$
由 $( 1)$ 和 $( 2)$,
$30u+44v=10$ ................... $( 3)$
$40u+55v=13$ .....................$( 4)$
將方程 $( 3)$ 乘以 4,方程 $( 4)$ 乘以 3,
$120u+176v=40$ ........... $( 5)$
$120u+165v=39$ ........... $( 6)$
從 $( 5)$ 中減去 $( 6)$,
$176v−165v=40−39$
11v=1
$v=\frac{1}{11}$
$\Rightarrow \frac{1}{y+x}=\frac{1}{11}$
$y+x=11$ .................... $( 7)$
由方程 $( 3)$,
$30u=10−44v$
$30u=10−44\times \frac{1}{11}$
$30u=10−4=6$
$\Rightarrow u=\frac{6}{30}$
$\Rightarrow u=\frac{1}{5}$
$\Rightarrow y−x=5$ ............... $( 8)$
將 $( 7)$ 和 $( 8)$ 相加,得到,
$2y=16$
$y=8$
由方程 $( 7)$,
$x=11−y$
$x=11−8=3$
因此,水流速度 $=x=3\ km/hr$,船在靜水中的速度 $=y=8\ km/hr$
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