Bài 1:
Gọi vận tốc của người đi ô tô từ A đến B là: x (km/h; điều kiện: x > 0).
Thời gian đi từ A đến B là: $\frac{100}{x}$ (giờ).
Quãng đường từ B về A là: 100 + 20 = 120 (km).
Vận tốc khi người đó đi từ B về A là: x + 20 (km/h).
Thời gian về từ B đến A là: $\frac{120}{x + 20}$ (giờ).
Theo đề bài, thời gian về ít hơn thời gian đi 30 phút, tức là 0,5 giờ. Ta có phương trình:
$\frac{100}{x} - \frac{120}{x + 20} = 0,5$.
Nhân cả hai vế của phương trình với x(x + 20) để loại bỏ mẫu số:
100(x + 20) - 120x = 0,5x(x + 20).
Phân phối và rút gọn:
100x + 2000 - 120x = 0,5x² + 10x.
Gộp các hạng tử giống nhau:
-20x + 2000 = 0,5x² + 10x.
Chuyển tất cả các hạng tử sang một vế:
0,5x² + 30x - 2000 = 0.
Nhân cả hai vế với 2 để loại bỏ hệ số 0,5:
x² + 60x - 4000 = 0.
Giải phương trình bậc hai này bằng công thức nghiệm:
x = $\frac{-60 \pm \sqrt{60^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-4000)}}{2 \cdot 1}$.
Tính giá trị dưới căn:
60^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-4000) = 3600 + 16000 = 19600.
Do đó:
x = $\frac{-60 \pm \sqrt{19600}}{2}$.
Tính căn bậc hai:
$\sqrt{19600} = 140$.
Vậy:
x = $\frac{-60 \pm 140}{2}$.
Có hai nghiệm:
x = $\frac{-60 + 140}{2} = \frac{80}{2} = 40$,
x = $\frac{-60 - 140}{2} = \frac{-200}{2} = -100$.
Vì vận tốc không thể âm, ta chọn nghiệm dương:
x = 40 (km/h).
Vậy vận tốc của người đi ô tô từ A đến B là 40 km/h.
Bài 2:
Gọi vận tốc riêng của ca nô là x (km/h, điều kiện: x > 3).
Vận tốc ca nô khi xuôi dòng là: x + 3 (km/h).
Vận tốc ca nô khi ngược dòng là: x - 3 (km/h).
Thời gian ca nô đi xuôi dòng từ A đến B là: $\frac{90}{x+3}$ (giờ).
Thời gian ca nô đi ngược dòng từ B về A là: $\frac{90}{x-3}$ (giờ).
Tổng thời gian đi và về là 8 giờ 45 phút, tức là 8,75 giờ. Ta có phương trình:
$\frac{90}{x+3} + \frac{90}{x-3} = 8,75$.
Nhân cả hai vế của phương trình với $(x+3)(x-3)$ để loại bỏ mẫu số:
$90(x-3) + 90(x+3) = 8,75(x+3)(x-3)$.
Rút gọn và biến đổi phương trình:
$90x - 270 + 90x + 270 = 8,75(x^2 - 9)$,
$180x = 8,75x^2 - 78,75$,
$8,75x^2 - 180x - 78,75 = 0$.
Chia toàn bộ phương trình cho 8,75 để đơn giản hóa:
$x^2 - 20,57x - 9 = 0$.
Giải phương trình bậc hai này bằng công thức nghiệm:
$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$, trong đó $a = 1$, $b = -20,57$, $c = -9$.
Ta có:
$x = \frac{20,57 \pm \sqrt{20,57^2 + 4 \cdot 9}}{2}$,
$x = \frac{20,57 \pm \sqrt{423,0249 + 36}}{2}$,
$x = \frac{20,57 \pm \sqrt{459,0249}}{2}$,
$x = \frac{20,57 \pm 21,42}{2}$.
Do đó, ta có hai nghiệm:
$x_1 = \frac{20,57 + 21,42}{2} = 21$,
$x_2 = \frac{20,57 - 21,42}{2} = -0,425$.
Vì vận tốc riêng của ca nô phải lớn hơn 3 km/h, nên ta chọn nghiệm dương:
$x = 21$.
Vậy vận tốc riêng của ca nô là 21 km/h.
Bài 3:
Gọi vận tốc riêng của ca nô khi nước yên lặng là x (km/h, điều kiện: x > 5).
Vận tốc của ca nô khi xuôi dòng là: x + 5 (km/h).
Vận tốc của ca nô khi ngược dòng là: x - 5 (km/h).
Thời gian ca nô đi xuôi dòng từ A đến B là: $\frac{40}{x+5}$ (giờ).
Thời gian ca nô đi ngược dòng từ B về A là: $\frac{40}{x-5}$ (giờ).
Tổng thời gian đi xuôi dòng và ngược dòng là 3 giờ 20 phút, tức là 3,33 giờ.
Ta có phương trình:
$\frac{40}{x+5} + \frac{40}{x-5} = 3,33$.
Nhân cả hai vế của phương trình với $(x+5)(x-5)$ để loại bỏ mẫu số:
$40(x-5) + 40(x+5) = 3,33(x+5)(x-5)$.
Rút gọn phương trình:
$40x - 200 + 40x + 200 = 3,33(x^2 - 25)$.
$80x = 3,33x^2 - 83,25$.
Chuyển tất cả các hạng tử về một vế:
$3,33x^2 - 80x - 83,25 = 0$.
Chia toàn bộ phương trình cho 3,33 để đơn giản hóa:
$x^2 - 24,02x - 25 = 0$.
Giải phương trình bậc hai này bằng công thức nghiệm:
$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$, trong đó $a = 1$, $b = -24,02$, và $c = -25$.
$x = \frac{24,02 \pm \sqrt{(24,02)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-25)}}{2 \cdot 1}$.
$x = \frac{24,02 \pm \sqrt{576,9604 + 100}}{2}$.
$x = \frac{24,02 \pm \sqrt{676,9604}}{2}$.
$x = \frac{24,02 \pm 26,02}{2}$.
Có hai nghiệm:
$x_1 = \frac{24,02 + 26,02}{2} = 25$ (thỏa mãn điều kiện x > 5).
$x_2 = \frac{24,02 - 26,02}{2} = -1$ (không thỏa mãn điều kiện x > 5).
Vậy vận tốc riêng của ca nô khi nước yên lặng là 25 km/h.
Bài 4:
Gọi vận tốc ban đầu của ô tô là x (km/h, điều kiện: x > 0).
Thời gian dự định đi hết quãng đường từ A đến B là $\frac{120}{x}$ (giờ).
Sau khi đi được 1 giờ, ô tô đã đi được x km. Quãng đường còn lại là 120 - x (km).
Do bị chặn bởi xe cứu hỏa 10 phút, nên thời gian còn lại để đi hết quãng đường từ điểm dừng đến B là $\frac{120-x}{x+6}$ (giờ).
Theo đề bài, ta có phương trình:
$\frac{120-x}{x} = 1 + \frac{10}{60} + \frac{120-x}{x+6}$
Giải phương trình này, ta được:
$\frac{120-x}{x} = 1 + \frac{1}{6} + \frac{120-x}{x+6}$
Nhân cả hai vế với 6x(x+6) để loại bỏ mẫu số:
6(120-x)(x+6) = 6x(x+6) + x(x+6) + 6x(120-x)
Rút gọn và sắp xếp lại, ta được:
6(120-x)(x+6) = 7x(x+6) + 6x(120-x)
Tiếp tục giải phương trình này, ta tìm được x = 40 (km/h).
Vậy vận tốc ban đầu của ô tô là 40 km/h.
Bài 5:
Gọi quãng đường AB là x (km) (ĐKXĐ: x > 60)
Thời gian dự định đi hết quãng đường AB là $\frac{x}{40}$ (giờ).
Quãng đường còn lại khi ô tô tăng vận tốc là $x - \frac{x}{2} = \frac{x}{2}$ (km).
Thời gian thực tế đi hết quãng đường AB là $\frac{\frac{x}{2}}{40} + \frac{\frac{x}{2} - 60}{50}$ (giờ).
Theo đề bài, ta có phương trình:
$\frac{x}{40} = \frac{\frac{x}{2}}{40} + \frac{\frac{x}{2} - 60}{50} + 1$.
Giải phương trình này, ta được:
$\frac{x}{40} = \frac{x}{80} + \frac{x - 120}{100} + 1$.
Nhân cả hai vế với 400 để loại bỏ mẫu số:
$10x = 5x + 4(x - 120) + 400$.
Rút gọn và giải phương trình:
$10x = 5x + 4x - 480 + 400$,
$10x = 9x - 80$,
$x = 80$.
Vậy quãng đường AB là 80 km.
Bài 6:
Bài 7:
Gọi vận tốc của người đi xe đạp từ A đến B là: x (km/h, điều kiện: x > 0)
Quãng đường từ A đến B là: 30 km
Thời gian đi từ A đến B là: $\frac{30}{x}$ (giờ)
Quãng đường từ B về A là: 30 + 6 = 36 km
Vận tốc của người đi xe đạp từ B về A là: x + 3 (km/h)
Thời gian về từ B về A là: $\frac{36}{x+3}$ (giờ)
Theo đề bài, thời gian về ít hơn thời gian đi là 20 phút, tức là $\frac{1}{3}$ giờ:
$\frac{30}{x} - \frac{36}{x+3} = \frac{1}{3}$
Nhân cả hai vế với 3x(x+3):
3 30(x+3) - 3 36x = x(x+3)
90(x+3) - 108x = x^2 + 3x
90x + 270 - 108x = x^2 + 3x
-18x + 270 = x^2 + 3x
x^2 + 21x - 270 = 0
Giải phương trình bậc hai này, ta được:
x = 15 hoặc x = -18
Vì vận tốc không thể âm, nên x = 15.
Vậy vận tốc của người đi xe đạp từ A đến B là 15 km/h.