Gọi vận tốc lúc lên dốc là $v_{up}$ (km/h), vận tốc lúc xuống dốc là $v_{down}$ (km/h).
Biết rằng:
- Vận tốc trên đoạn bằng phẳng là 12 km/h.
- Thời gian đi quãng đường AB là 63 phút, tức là 1,05 giờ.
- Vận tốc xuống dốc lớn hơn vận tốc lên dốc 5 km/h, tức là $v_{down} = v_{up} + 5$.
Thời gian đi trên đoạn lên dốc là $\frac{4}{v_{up}}$ giờ.
Thời gian đi trên đoạn bằng phẳng là $\frac{3}{12} = 0,25$ giờ.
Thời gian đi trên đoạn xuống dốc là $\frac{6}{v_{down}}$ giờ.
Tổng thời gian đi là:
\[
\frac{4}{v_{up}} + 0,25 + \frac{6}{v_{down}} = 1,05
\]
Thay $v_{down} = v_{up} + 5$ vào phương trình:
\[
\frac{4}{v_{up}} + 0,25 + \frac{6}{v_{up} + 5} = 1,05
\]
Chuyển 0,25 sang phía bên phải:
\[
\frac{4}{v_{up}} + \frac{6}{v_{up} + 5} = 1,05 - 0,25
\]
\[
\frac{4}{v_{up}} + \frac{6}{v_{up} + 5} = 0,8
\]
Nhân cả hai vế với $v_{up}(v_{up} + 5)$ để khử mẫu:
\[
4(v_{up} + 5) + 6v_{up} = 0,8v_{up}(v_{up} + 5)
\]
\[
4v_{up} + 20 + 6v_{up} = 0,8v_{up}^2 + 4v_{up}
\]
\[
10v_{up} + 20 = 0,8v_{up}^2 + 4v_{up}
\]
Di chuyển tất cả các hạng tử sang một vế:
\[
0,8v_{up}^2 + 4v_{up} - 10v_{up} - 20 = 0
\]
\[
0,8v_{up}^2 - 6v_{up} - 20 = 0
\]
Chia cả phương trình cho 0,8:
\[
v_{up}^2 - 7,5v_{up} - 25 = 0
\]
Giải phương trình bậc hai này bằng công thức:
\[
v_{up} = \frac{-(-7,5) \pm \sqrt{(-7,5)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-25)}}{2 \cdot 1}
\]
\[
v_{up} = \frac{7,5 \pm \sqrt{56,25 + 100}}{2}
\]
\[
v_{up} = \frac{7,5 \pm \sqrt{156,25}}{2}
\]
\[
v_{up} = \frac{7,5 \pm 12,5}{2}
\]
Ta có hai nghiệm:
\[
v_{up} = \frac{7,5 + 12,5}{2} = 10 \quad \text{(chọn vì vận tốc phải dương)}
\]
\[
v_{up} = \frac{7,5 - 12,5}{2} = -2,5 \quad \text{(loại vì vận tốc không thể âm)}
\]
Vậy vận tốc lúc lên dốc là 10 km/h, vận tốc lúc xuống dốc là:
\[
v_{down} = v_{up} + 5 = 10 + 5 = 15 \text{ km/h}
\]
Đáp số: Vận tốc lúc lên dốc: 10 km/h, Vận tốc lúc xuống dốc: 15 km/h.