Bài 21.
Gọi vận tốc người đi xe đạp từ A đến B là $v_{1}$ với thời gian là $t_{1}$ giờ.
Gọi vận tốc người đi xe đạp từ B về A là $v_{2}$ với thời gian là $t_{2}$ giờ.
Vì thời gian về lâu hơn thời gian đi là 30 phút, nên ta có:
\[ t_{2} = t_{1} + \frac{1}{2} \]
Quãng đường AB là:
\[ AB = v_{1} \times t_{1} = v_{2} \times t_{2} \]
Thay các giá trị đã biết vào:
\[ 15 \times t_{1} = 12 \times (t_{1} + \frac{1}{2}) \]
Mở ngoặc và giải phương trình:
\[ 15t_{1} = 12t_{1} + 6 \]
\[ 15t_{1} - 12t_{1} = 6 \]
\[ 3t_{1} = 6 \]
\[ t_{1} = 2 \text{ (giờ)} \]
Thời gian về là:
\[ t_{2} = 2 + \frac{1}{2} = 2,5 \text{ (giờ)} \]
Quãng đường AB là:
\[ AB = 15 \times 2 = 30 \text{ (km)} \]
Đáp số: 30 km
Bài 22.
Gọi vận tốc của xe máy là \( v_{\text{xe máy}} \) (km/h, điều kiện: \( v_{\text{xe máy}} > 0 \)).
Vận tốc của ô tô là \( v_{\text{ô tô}} = v_{\text{xe máy}} + 10 \) (km/h).
Thời gian xe máy đã đi từ 7 giờ đến 10 giờ 30 phút là:
\[ 10 \text{ giờ } 30 \text{ phút} - 7 \text{ giờ} = 3 \text{ giờ } 30 \text{ phút} = 3,5 \text{ giờ}. \]
Thời gian ô tô đã đi từ 7 giờ 30 phút đến 10 giờ 30 phút là:
\[ 10 \text{ giờ } 30 \text{ phút} - 7 \text{ giờ } 30 \text{ phút} = 3 \text{ giờ}. \]
Quãng đường xe máy đã đi là:
\[ v_{\text{xe máy}} \times 3,5. \]
Quãng đường ô tô đã đi là:
\[ v_{\text{ô tô}} \times 3 = (v_{\text{xe máy}} + 10) \times 3. \]
Vì hai xe gặp nhau nên quãng đường xe máy đi bằng quãng đường ô tô đi:
\[ v_{\text{xe máy}} \times 3,5 = (v_{\text{xe máy}} + 10) \times 3. \]
Ta có phương trình:
\[ 3,5 v_{\text{xe máy}} = 3 v_{\text{xe máy}} + 30. \]
Chuyển \( 3 v_{\text{xe máy}} \) sang trái:
\[ 3,5 v_{\text{xe máy}} - 3 v_{\text{xe máy}} = 30. \]
Giải phương trình:
\[ 0,5 v_{\text{xe máy}} = 30. \]
\[ v_{\text{xe máy}} = \frac{30}{0,5} = 60 \text{ km/h}. \]
Vận tốc của ô tô là:
\[ v_{\text{ô tô}} = 60 + 10 = 70 \text{ km/h}. \]
Đáp số: Vận tốc của xe máy là 60 km/h, vận tốc của ô tô là 70 km/h.
Bài 23.
Gọi vận tốc dự định ban đầu là $v_{d}$ với thời gian đi là $t_{d}$ giờ.
Gọi vận tốc thực tế là $v_{th}$ với thời gian đi là $t_{th}$ giờ.
Trên đoạn đường đầu tiên có vận tốc là 50 km/h, thời gian đi là $\frac{1}{2}$ giờ.
Trên đoạn đường còn lại có vận tốc dự định là $v_{d}$ và vận tốc thực tế là 35 km/h.
Ta có:
$t_{d} + \frac{18}{60} = t_{th}$
$t_{d} + \frac{3}{10} = t_{th}$
Trên đoạn đường còn lại, ta có:
$\frac{Quãng\ đường\ còn\ lại}{v_{d}} + \frac{3}{10} = \frac{Quãng\ đường\ còn\ lại}{35}$
$\frac{Quãng\ đường\ còn\ lại}{v_{d}} = \frac{Quãng\ đường\ còn\ lại}{35} - \frac{3}{10}$
$\frac{Quãng\ đường\ còn\ lại}{v_{d}} = \frac{2 \times Quãng\ đường\ còn\ lại - 3 \times v_{d}}{70}$
Từ đây, ta có:
$70 \times Quãng\ đường\ còn\ lại = 2 \times Quãng\ đường\ còn\ lại \times v_{d} - 3 \times v_{d}^2$
Do đó:
$70 \times Quãng\ đường\ còn\ lại = 2 \times Quãng\ đường\ còn\ lại \times 50 - 3 \times 50^2$
$70 \times Quãng\ đường\ còn\ lại = 100 \times Quãng\ đường\ còn\ lại - 7500$
$30 \times Quãng\ đường\ còn\ lại = 7500$
$Quãng\ đường\ còn\ lại = \frac{7500}{30}$
$Quãng\ đường\ còn\ lại = 250$ km
Quãng đường AB là:
$Quãng\ đường\ AB = 50 \times \frac{1}{2} + 250$
$Quãng\ đường\ AB = 25 + 250$
$Quãng\ đường\ AB = 275$ km
Đáp số: 275 km
Bài 24.
Gọi vận tốc người đi xe máy từ A đến B là $v_{1}$ với thời gian là $t_{1}$ giờ.
Gọi vận tốc người đi xe máy từ B về A là $v_{2}$ với thời gian là $t_{2}$ giờ.
Vì thời gian cả đi và về là 5 giờ 50 phút và có 20 phút nghỉ ngơi nên ta có:
$t_{1} + t_{2} = 5 giờ 50 phút - 20 phút = 5 giờ 30 phút = 5,5$ giờ
Quãng đường từ A đến B là $\frac{v_{1} \times t_{1}}{1}$ km
Quãng đường từ B về A là $\frac{v_{2} \times t_{2}}{1}$ km
Vì quãng đường từ A đến B và từ B về A là cùng một đoạn đường nên ta có:
$\frac{v_{1} \times t_{1}}{1} = \frac{v_{2} \times t_{2}}{1}$
Thay các giá trị đã biết vào phương trình trên:
$\frac{30 \times t_{1}}{1} = \frac{25 \times t_{2}}{1}$
Từ đây ta có:
$30 \times t_{1} = 25 \times t_{2}$
Chia cả hai vế cho 5:
$6 \times t_{1} = 5 \times t_{2}$
Từ đây ta có:
$t_{1} = \frac{5}{6} \times t_{2}$
Thay vào phương trình $t_{1} + t_{2} = 5,5$:
$\frac{5}{6} \times t_{2} + t_{2} = 5,5$
Nhân cả hai vế với 6 để loại bỏ mẫu số:
$5 \times t_{2} + 6 \times t_{2} = 5,5 \times 6$
Cộng các số hạng ở vế trái:
$11 \times t_{2} = 33$
Chia cả hai vế cho 11:
$t_{2} = 3$ giờ
Thay $t_{2}$ vào phương trình $t_{1} = \frac{5}{6} \times t_{2}$:
$t_{1} = \frac{5}{6} \times 3 = 2,5$ giờ
Bây giờ ta tính quãng đường AB:
Quãng đường AB = $\frac{v_{1} \times t_{1}}{1}$ = $\frac{30 \times 2,5}{1}$ = 75 km
Đáp số: 75 km
Bài 25.
Gọi vận tốc ô tô khi đi từ Hà Nội đến Đền Hùng là $v_{1}$ với thời gian là $t_{1}$ giờ.
Gọi vận tốc ô tô khi về từ Đền Hùng về Hà Nội là $v_{2}$ với thời gian là $t_{2}$ giờ.
Ta có:
\[ v_{1} = 30 \text{ km/h} \]
\[ v_{2} = v_{1} + 10 = 30 + 10 = 40 \text{ km/h} \]
Thời gian về ngắn hơn thời gian đi là 36 phút, tức là:
\[ t_{1} - t_{2} = \frac{36}{60} = 0,6 \text{ giờ} \]
Quãng đường từ Hà Nội đến Đền Hùng là $d$. Ta có:
\[ d = v_{1} \times t_{1} = 30 \times t_{1} \]
\[ d = v_{2} \times t_{2} = 40 \times t_{2} \]
Từ đây ta có:
\[ 30 \times t_{1} = 40 \times t_{2} \]
Biến đổi phương trình này:
\[ t_{1} = \frac{40}{30} \times t_{2} = \frac{4}{3} \times t_{2} \]
Thay vào phương trình thời gian:
\[ \frac{4}{3} \times t_{2} - t_{2} = 0,6 \]
\[ \left( \frac{4}{3} - 1 \right) \times t_{2} = 0,6 \]
\[ \frac{1}{3} \times t_{2} = 0,6 \]
\[ t_{2} = 0,6 \times 3 = 1,8 \text{ giờ} \]
Thời gian đi là:
\[ t_{1} = \frac{4}{3} \times 1,8 = 2,4 \text{ giờ} \]
Quãng đường từ Hà Nội đến Đền Hùng là:
\[ d = 30 \times 2,4 = 72 \text{ km} \]
Đáp số: 72 km