З допомогою рівнянь вирішуються численні завдання,
яких призводять найрізноманітніші питання фізики, механіки, економіки тощо.
Загальний
порядок розв'язання задач за допомогою рівнянь.
– вводять змінні,
тобто літерами х, у, z позначають невідомі величини, які потрібно знайти у
завданні, або необхідні для відшукання шуканих величин;
– за допомогою
введених змінних та даних у задачі чисел та їх співвідношень становлять систему
рівнянь (або одне рівняння);
– вирішують складену
систему рівнянь (або рівняння) та з отриманих рішень відбирають ті, що
підходять за змістом завдання;
– якщо літерами х, у,
z позначили не шукані величини, то з допомогою отриманих рішень знаходять у
відповідь питання завдання.
Багато задач геометрії, фізики
приводять до розв’язування квадратних рівнянь.
ЗАДАЧА:
Два
автомобілі виходять з одного міста в друге. Швидкість першого на 10 км/год
більша за швидкість другого, і тому перший автомобіль приходить на місце
на 1 год раніше за другий. Визначити швидкість обох
автомобілів, якщо відомо, що відстань між містами 560 км.
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Приймаємо
швидкість другого автомобіля за х
(км/год). Тоді швидкість першого буде
х
+ 10 (км/год).
Значить, час руху першого автомобіля буде
час
руху другого
За
умовою задачі перше з цих чисел на 1 більше за друге. Отже:
Після
перетворень маємо:
х2
– 10х + 560 = 0.
Корені
цього рівняння
х1 = 70, х2 = –80.
Відкидаючи
другій корінь, оскільки швидкість не може бути від’ємною, одержуємо швидкість
другого автомобіля 70
км/год. Тоді швидкість першого дорівнює 80 км/год.
ЗАДАЧА:
Теплохід
пройшов за течією річки 48
км і стільки ж проти течії і затратив на
весь шлях 5
год. Визначити швидкість теплохода в стоячій воді, якщо швидкість течії річки 4 км/год.
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Швидкість
теплохода в стоячій воді приймаємо за х
(км/год). Тоді його швидкість за течією річки
буде х
+ 4 (км/год), а швидкість проти течії х
– 4 (км/год). Значить, він пройде за течією 48 км
за
і
проти течії
за
За
умовою задачі маємо:
Після
перетворення одержуємо рівняння:
х2 – 96х – 80 = 0.
Його
корені
х1 = 20, х2 = – 4/5.
Отже,
швидкість теплохода в стоячій воді була 20
км/год.
ЗАДАЧА:
За 4
дні спільної роботи двох тракторів з різними потужностями виорано 2/3
колгоспного поля. За скільки днів можна було б виорати все поле
кожним трактором окремо, якщо перший трактор може виорати
все поле на 5 днів раніше, ніж
другий ?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Роботу
приймаємо за одиницю. Припускаємо, що другим трактором можна виорати все поле за х
днів, тоді першим трактором його можна виорати за х
– 5 днів. Значить, за 4
дні другий
трактор виоре
частину. Оскільки це
складає 2/3 всього поля, то одержуємо рівняння:
Після перетворення це рівняння набуває
вигляду:
х2 – 17х + 30 = 0.
Його
корені
х1 = 15, х2 = 2.
Другій
корінь не відповідає умові задачі, оскільки
2 – 5 = –3. Отже, другий трактор може виорати все
поле за 15
днів, а перший – за 10 днів.
ЗАДАЧА:
Два
робітника, працюючи разом, виконали виробниче завдання за 14
год. За скільки годин може виконати це завдання кожен робітник, працюючи
самостійно, якщо один з них може це зробити на
7 год швидше, ніж інший
?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай один робітник сам може виконати завдання
за х год, виконуючи за 1 год 1/х частину завдання. Тоді
інший – за (х + 7) год, виконуючи за 1 годРівняння:х1 = –4 не
задовольняє умову задачі. Отже, один робітник може виконати завдання за 21
год, а другий – за
21 + 7 = 28 (год).
ВІДПОВІДЬ: 21 год, 28 год
ЗАДАЧА:
Турист
проплив на моторному човні 25
км проти течії річки і повернувся назад
на плоту. Знайдіть швидкість течії річки, якщо на плоту турист плив на 10
год більше, ніж на човні, а власна
швидкість човна становить
12 км/год.
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай х км/год – швидкість
течії річки, тоді (12 – х) км/год – швидкість човна проти течії. Проти
течії турист плива на плоту – 25/х год. Рівняння:х = 15 не задовольняє умову задачі. Отже,
швидкість течії річки 12 км/год.
ВІДПОВІДЬ: 12
км/год
ЗАДАЧА:
Першому
робітникові для виконання виробничого завдання потрібно на 2
год більше, ніж другому. Перший робітник
працював 2
год, а потім його змінив другий. Після того як другий робітник працював 3 год,
виявилось, що виконано
3/4 завдання.
За скільки годин може виконати це завдання кожний робітник, працюючи самостійно
?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай другому робітникові для виконання завдання
потрібно х год, тоді першому – (х + 2) год. За 1 год перший виконує
частину завдання, а другий – 1/х частину. Перший робітник
за 2 год виконава другий за 3 год – 3/х частину. Тоді маємо:х1 = 6, х2 = –4/3 (не підходить).
ВІДПОВІДЬ: 8
год, 6 год
ЗАДАЧА:
Відстань
між двома містами дорівнює 420 км. З одного міста до іншого
виїхали одночасно два автомобілі. Швидкість першого з них на 10
км/год більша за швидкість другого,
через що він проїхав у пункт призначення на
1 год раніше від другого автомобіля. Знайдіть
швидкість кожного автомобіля.
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай х – швидкість другої
машини, тому вона була у дорозі 420/х год. Тоді швидкість першої машини – (х +
10) км/год, і вона
проїхала 420 км заРівняння:х = –70 не задовольняє умову задачі. Отже,
швидкість другої машини – 60
км/год. Тоді швидкість першої машини –
60 + 10 = 70 (км/год).
ВІДПОВІДЬ: 70
км/год, 60 км/год
ЗАДАЧА:
Перший
насос наповнив водою басейн об’ємом 360 м3, а другий – об’ємом 480
м3.
Перший насос перекачував щогодини на 10 м3
води менше, ніж другий, і працював на
2
год довше, ніж другий. Який об’єм води перекачує
кожен насос за годину ?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай х м3 води
перекачував за 1 год другий насос, він затратив на наповнення
басейну 480/х год. Тоді (х – 10) м3 води перекачував за 1 год перший насос і затративРівняння:х = –80 не задовольняє умову задачі. Другий
насос перекачував за 1 год 30
м3,
перший –30 – 10 = 20 (м3).
ВІДПОВІДЬ: 20 м3, 30 м3
ЗАДАЧА:
Кілька
учнів поділили порівну між собою 180
яблук. Якби учнів було на 3
менше, то кожний з них отримав би на
3
яблука більше. Скільки було учнів ?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай було
х учнів, тоді кожний отримав 180/х яблук. Якби учнів
було (х – 3), то кожний отримав бищо на 3 більше від
180/х. Рівняння:ВІДПОВІДЬ: 15
учнівЗАДАЧА:
Для
перевезення 30 т
вантажному автомобілю треба було зробити кілька рейсів, але вантаж
довелося перевозити на автомобілі, який мав вантажопідйомність на 2 т більше, ніж планувалося. Через це для
перевезення вантажу знадобилося на 4
рейси менше, ніж планувалося. Знайдіть вантажопідйомність автомобіля,
який перевіз вантаж.
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай х т – вантажність
автомобіля, який мав перевозити вантаж. Йому потрібно було здійснити 30/х рейсів. Вантажність
автомобіля, який перевіз вантаж, – (х + 2) т, і тому він перевіз вантаж заРівняння:х = –5 не задовольняє умову задачі. Вантажність
автомобіля, який мав виконати перевезення, – 3
т. Тоді вантажність автомобіля, який перевіз вантаж, становить3 + 2 = 5 (т).
ВІДПОВІДЬ: 5 т
ЗАДАЧА:
Перша
бригада мала виготовити 120
однакових деталей, а друга – 144 такі деталі. Перша бригада виготовляла
щогодини на 4
деталі більше, ніж друга, і працювала на
3 год менше від другої. Скільки деталей виготовляла
кожна бригада за годину ?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай за 1 год друга бригада виготовляла х деталей, тому вона
затратила 144/х год. Тоді за 1 год друга бригада виготовляла (х + 4) деталей і затратилаРівняння:х = –12 не задовольняє умову задачі.ВІДПОВІДЬ: 20 і 16 деталей
ЗАДАЧА:
Із
села А в село
В, відстань між якими дорівнює 30
км, велосипедист проїхав з певною швидкістю, а повертався зі швидкістю на 3
км/год більшою і витратив на 30
хв менше, ніж на шлях із села А в село
В. Знайдіть початкову швидкість
велосипедиста.
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай х км/год – початкова
швидкість велосипедиста, тому 30/х год – час його руху з
пункту А в В. Назад він рухався зі
швидкістю (х + 3) км/год і
затратив часРівняння:х = –15 не задовольняє умову задачі. Отже,
початкова швидкість велосипедиста 12 км/год.ВІДПОВІДЬ: 12
км/год
ЗАДАЧА:
Тракторист
мав зорати поле площею 200 га. Кожен день він зорював на 5
га більше, ніж планував, а тому закінчив
оранку на 2
дні раніше строку. За скільки днів тракторист зорав поле
?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай тракторист зорав поле за х днів, зорюючи щодня 200/х га. За планом він мав
зорати поле за (х +2) дні, зорюючиЦе на 5 га менше, ніж він насправді зорював. Рівняння:х = –10 не задовольняє умову задачі. Отже,
тракторист зорав поле за 8 днів.ВІДПОВІДЬ: 8
днів
ЗАДАЧА:
Катер
пройшов 10
км за течією річки і 9
км по озеру, витративши на весь
шлях 1
год. Знайдіть власну швидкість катера, якщо швидкість течії річки становить 2 км/год.
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай власна швидкість катера дорівнює х км/год, тоді його
швидкість за течією – (х +
2) км/год. За течією він
плива озером – 9/х год. Маємо:х = –1 не задовольняє умову задачі.ВІДПОВІДЬ: 18
км/год
ЗАДАЧА:
Із
села на станцію вийшов пішохід. Через 36 хв
після нього з цього села виїхав у тому самому напрямку велосипедист,
який наздогнав пішохода на відстані 6 км від
села. Знайдіть швидкість пішохода, якщо вона на
9 км/год менша від швидкості
велосипедиста.
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай х км/год – швидкість
пішохода, тому він затратив на дорогу 6/х год. Тоді швидкість
велосипедиста (х + 9) км/год і він затратив на дорогуРівняння:х = –15 не задовольняє умову задачі.ВІДПОВІДЬ: 6
км/год
ЗАДАЧА:
Щоб
ліквідувати запізнення на 24 хв, потяг на перегоні
завдовжки 120 км
збільшив швидкість на 10 км/год порівняно із запланованою. З якою швидкістю
мав їхати потяг ?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай швидкість поїзда за розкладом х км/год, тоді час його
руху має бути год. Збільшена швидкість
руху поїзда – (х +
10) км/год. Час його руху з
цією швидкістющо на 24 хв = 2/5 год менше, ніж за
розкладом. Рівняння:х = –60 не задовольняє умову задачі.ВІДПОВІДЬ: 50
км/год
ЗАДАЧА:
Резервуар,
об’єм якого дорівнює 10 м3, наповнюється водою через першу
трубу на 5 хв швидше, ніж через другу трубу. Скільки
кубічних метрів води надходить за годину з кожної труби, якщо з першої за
годину надходить на 10 м3
більше, ніж з другої ?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай з другої труби за 1 год витікає
х м3 води,
тоді з першої – (х + 10) м3. Резервуар, об’єм якого дорівнює 10 м3, друга труба заповнює за 10/х год, а перша – за5 хв = 1/12 год. Рівняння:х = –40 не задовольняє умову задачі. Отже,
з другої труби за 1 год витікає
30
м3, а з першої –30 + 10 = 40 (м3).
ВІДПОВІДЬ: 30 м3, 40 м3
ЗАДАЧА:
Для
класу закупили кілька ручок, заплативши за них
180 грн. Якби ціна ручки була на 3
грн меншою, то ручок купили б на 3 більше. Скільки коштує одна ручка
?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай ціна ручки
х грн, тоді купили
180/х ручок. Якби ціна ручки була (х – 3) грн, то ручок купили бі їх кількість була б
на 3 більше від
180/х. Рівняння:х = –12 не задовольняє умову задачі. Отже,
вартість ручки дорівнює 15 грн.ВІДПОВІДЬ: 15 грн
ЗАДАЧА:
Одна машина
працювала на розчищенні ковзанки 25 хв, а потім її змінила друга
машина, яка закінчила розчищення за 16 хв. За скільки хвилин може
розчистити ковзану кожна машина, працюючи самостійно, якщо першій для цього
потрібно на 9 хв
більше, ніж другій ?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай перша машина може розчистити ковзанку
самостійно за х хв, тоді другій для
цього потрібно (х – 9) хв. За 1 хв перша машина розчищає 1/х частину ковзанки, а
друга –Перша машина за 25 хв розчистила
25/х частину
ковзанки, а друга за 16 хв –Оскільки в результаті їх
роботи була розчищена вся ковзанка, тоРозв’яжемо одержане
рівняння:25х – 225 + 16х = х2 – 9х,х2 – 50х + 225
= 0,
х1 = 45, х2 = 5,
Корінь 5 не задовольняє умову задачі, оскільки
при х = 5 маємо:
х
– 9 = 5 – 9 < 0.
Отже,
першій машині потрібно для самостійного розчищення ковзанки 45
хв, а другій – 36
хв.
ВІДПОВІДЬ: 15 хв, 36 хв
ЗАДАЧА:
Катер
пройшов 30 км
за течією річки і повернувся назад, витративши на шлях 2
год 15 хв. Визначте швидкість течії, якщо
власна швидкість катера дорівнює 27 км/год.
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай швидкість течії становить х км/год. Тоді (27 + х)
км/год – швидкість катера за течією річки, (27 – х) км/год – швидкість
катера проти течії річки. За течією він плива проти течії –затративши на весь
шлях 2 год 15 хв = 9/4 год. Складаємо рівняння:х = –3 не задовольняє умову задачі. Отже,
швидкість течії річки становить 3
км/год.ВІДПОВІДЬ: 3 км/год
ЗАДАЧА:
Дві
бригади, працюючи разом, зорали поле за 8 год. За скільки годин може зорати
поле кожна бригада, працюючи самостійно, якщо одній бригаді на це потрібно на 12
год більше, ніж іншій
?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай перша бригада може виконати завдання
за х год, виконуючи за 1 год 1/х частину завдання. Тоді
друга – за (х + 12) год, виконуючи за 1 годРівняння:х = –8 не задовольняє умову задачі. Отже,
одна бригада може зорати поле за 12 год, а інша – за12 + 12 = 24 (год).
ВІДПОВІДЬ: 12 год, 24 год
ЗАДАЧА:
Моторний
човен пройшов 6
км проти течії річки і 8 км
за
течією, витративши на весь шлях 1
год. Яка швидкість човна в стоячій воді, якщо швидкість течії річки становіть 2
км/год ?
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай швидкість човна в стоячій воді
дорівнює х км/год. Тоді його
швидкість за течією – (х +
2) км/год, а проти течії – (х – 2) км/год. Отримаємо:6(х + 2) + 8(х – 2) = (х – 2)(х + 2),14х – 4 = х2 – 4,
х2 – 14х = 0,
х1 = 0, х2 = 14,
Корінь 0 не задовольняє умову задачі.
ВІДПОВІДЬ: 14 км/год
ЗАДАЧА:
Човен,
пропливає 9 км
за течією річки і 1 км
проти течії за такий самий час, який потрібен плоту, щоб проплисти 4
км по цій річці. Знайдіть швидкість течії, якщо власна швидкість човна
становить 8
км/год.
РОЗВ'ЯЗАННЯ:
Нехай х км/год – швидкість
течії річки. Тоді (8 + х) км/год – швидкість човна
за течією, (8 – х) – швидкість проти течії
річки.– час руху човна за течією,
– час руху човна проти
течії річки. Пліт 4 км пропливе за
год. Рівняння:х = 16 не задовольняє умову задачі. Отже,
швидкість течії річки становить 4 км/год.