một người đi xe máy trên đoạn đường có chiều dài S km. trong nửa thời gian đầu người đó đi hết đoạn đường S1 với vận tốc V1 = 30 km/h, trên đoạn đường còn lại người đó đi 1/2 quãng đường đầu với vận tốc V2 = 20 km/h và trong 1/2 quãng đường còn lại đi với vận tốc V3. tìm vận tốc V3 biết vận tốc trung bình của người đó trên cả đoạn đường S là 30 km/h
Gọi \(t;t_1;t_2\) lần lượt là thời gian đi hết cả quãng đường, nửa thời gian đầu và nửa thời gian sau trên quãng đường còn lại, ta có: \(t_1=t_2=\dfrac{t}{2}\)
Ta có: \(S_1=\dfrac{t}{2}.v_1=\dfrac{t}{2}.30=15t\)
Mà \(S=v_{tb}.t=30.t\Rightarrow S_1=15.t=\dfrac{30.t}{2}=\dfrac{S}{2}\)
Độ dài mỗi nửa quãng đường trên đoạn đường còn lại là: \(\left(1-S_1\right):2=\left(1-\dfrac{1}{2}\right):2=\dfrac{S}{2}:2=\dfrac{S}{4}\)
Nửa thời gian đầu đi trên quãng đường đó là: \(S_1:v_1=\dfrac{S}{2}:30=\dfrac{S}{60}\)
Thời gian đi hết quãng đường đầu trên đoạn đường còn lại là:
\(\dfrac{S}{4}:v_2=\dfrac{S}{4}:20=\dfrac{S}{80}\)
Thời gian đi hết quãng đường cuối trên đoạn đường còn lại là:
\(\dfrac{S}{4}:v_3=\dfrac{S}{4.v_3}\)
Thời gian đi hết tất cả đoạn đường đó là: \(t=\dfrac{S}{60}+\dfrac{S}{80}+\dfrac{S}{4.v_3}=\dfrac{4.S.v_3}{240.v_3}+\dfrac{3.S.v_3}{240.v_3}+\dfrac{60.S}{240.v_3}=\dfrac{S.\left(4.v_3+3.v_3+60\right)}{240.v_3}\)
Mà \(v=\dfrac{S}{t}\Rightarrow30=\dfrac{S}{\dfrac{S.\left(4.v_3+3.v_3+60\right)}{240.v_3}}\Rightarrow30=\dfrac{240.v_3}{4.v_3+3.v_3+60}\)
\(\Rightarrow30.\left(4.v_3+3.v_3+60\right)=240.v_3\Rightarrow4.v_3+3.v_3+60=8.v_3\)
\(\Rightarrow v_3=60\)
Vậy \(v_3=60\) km/h
