Для решения задачи найдем скорость течения реки, обозначим ее через ( v ).
Дано:
- Собственная скорость лодки: ( v_{\text{лодки}} = 20 ) км/ч
- Расстояние между пристанями: ( S = 20 ) км
- Общее время в пути туда и обратно (включая стоянку): ( t_{\text{общ}} = 2.5 ) часа
- Время стоянки: ( t_{\text{стоянка}} = 25 ) минут = ( \frac{25}{60} ) часа = ( \frac{5}{12} ) часа
Общее время в пути без учета стоянки:
[ t_{\text{движения}} = 2.5 - \frac{5}{12} = \frac{30}{12} - \frac{5}{12} = \frac{25}{12} \text{ часа} ]
Пусть скорость течения реки равна ( v ) км/ч. Тогда скорость лодки по течению будет ( v{\text{лодки}} + v ), а против течения — ( v{\text{лодки}} - v ).
Время движения лодки по течению:
[ t{\text{по течению}} = \frac{S}{v{\text{лодки}} + v} = \frac{20}{20 + v} ]
Время движения лодки против течения:
[ t{\text{против течения}} = \frac{S}{v{\text{лодки}} - v} = \frac{20}{20 - v} ]
Суммарное время движения лодки:
[ t{\text{движения}} = t{\text{по течению}} + t_{\text{против течения}} = \frac{20}{20 + v} + \frac{20}{20 - v} = \frac{25}{12} ]
Объединим уравнение:
[ \frac{20}{20 + v} + \frac{20}{20 - v} = \frac{25}{12} ]
Приведем дроби к общему знаменателю:
[ \frac{20(20 - v) + 20(20 + v)}{(20 + v)(20 - v)} = \frac{25}{12} ]
Упростим числитель:
[ \frac{400 - 20v + 400 + 20v}{400 - v^2} = \frac{25}{12} ]
[ \frac{800}{400 - v^2} = \frac{25}{12} ]
Решим это уравнение:
[ 800 \cdot 12 = 25 \cdot (400 - v^2) ]
[ 9600 = 10000 - 25v^2 ]
[ 25v^2 = 10000 - 9600 ]
[ 25v^2 = 400 ]
[ v^2 = 16 ]
[ v = 4 \text{ км/ч} ]
Итак, скорость течения реки равна 4 км/ч.