Чтобы решить эту задачу, обозначим скорость первого велосипедиста как ( v ) км/ч. Таким образом, скорость второго велосипедиста будет ( v + 2 ) км/ч, поскольку он едет на 2 км/ч быстрее.
Велосипедисты встретились в середине пути, то есть на расстоянии 36 км от деревни и города.
Рассмотрим путь первого велосипедиста:
Первый велосипедист выехал из деревни и проехал 36 км до встречи. Обозначим время, которое он затратил на этот путь, как ( t ) часов. Тогда:
[
v \cdot t = 36
]
[
t = \frac{36}{v}
]
Рассмотрим путь второго велосипедиста:
Второй велосипедист выехал из города через 15 минут после первого, что составляет ( \frac{1}{4} ) часа. Он проехал 36 км до встречи. Обозначим время его движения до встречи как ( t - \frac{1}{4} ) часов. Тогда:
[
(v + 2) \cdot \left(t - \frac{1}{4}\right) = 36
]
Теперь у нас есть две уравнения:
[
t = \frac{36}{v}
]
[
(v + 2) \cdot \left(\frac{36}{v} - \frac{1}{4}\right) = 36
]
Подставим выражение для ( t ) из первого уравнения во второе:
[
(v + 2) \cdot \left(\frac{36}{v} - \frac{1}{4}\right) = 36
]
Раскроем скобки:
[
(v + 2) \cdot \frac{36}{v} - (v + 2) \cdot \frac{1}{4} = 36
]
Приведём к общему знаменателю и упростим:
[
\frac{36(v + 2)}{v} - \frac{v + 2}{4} = 36
]
Домножим уравнение на ( 4v ) для устранения дробей:
[
4 \cdot 36(v + 2) - v(v + 2) = 36 \cdot 4v
]
Раскроем скобки:
[
144v + 288 - v^2 - 2v = 144v
]
Упростим уравнение:
[
-v^2 - 2v + 288 = 0
]
Это квадратное уравнение:
[
v^2 + 2v - 288 = 0
]
Решим его через дискриминант:
[
D = 2^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-288) = 4 + 1152 = 1156
]
Корни уравнения:
[
v = \frac{-2 \pm \sqrt{1156}}{2}
]
Так как (\sqrt{1156} = 34), корни будут:
[
v_1 = \frac{-2 + 34}{2} = 16
]
[
v_2 = \frac{-2 - 34}{2} = -18
]
Отрицательная скорость невозможна, поэтому ( v = 16 ) км/ч.
Таким образом, скорость первого велосипедиста равна 16 км/ч, а скорость второго велосипедиста, который едет на 2 км/ч быстрее, равна 18 км/ч.