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这是一道经典的船只追及问题。A、B两码头间的河流长度为90千米,甲船从A码头出发,乙船从B码头出发。题目给出了两种情况:相向而行时3小时相遇,同向而行时15小时甲船追上乙船。我们需要求出两船在静水中的速度。
现在分析相向而行的情况。甲船从A码头出发,乙船从B码头出发,两船相向而行。经过3小时后,两船在河流中间某处相遇。由于总距离是90千米,用时3小时,所以两船的相对速度是30千米每小时。在相向而行时,水流对两船的影响相互抵消,因此相对速度等于两船在静水中速度的和。我们得到第一个方程:v甲加v乙等于30。
接下来分析同向而行的情况。甲船从A码头出发,乙船从B码头出发,但这次两船都向同一个方向行驶。经过15小时后,甲船追上了乙船。由于总距离是90千米,用时15小时,所以甲船相对于乙船的速度是6千米每小时。在同向而行时,水流对两船的影响是相同的,因此相对速度等于两船在静水中速度的差。我们得到第二个方程:v甲减v乙等于6。
现在我们建立方程组来解决这个问题。根据前面的分析,我们得到了两个方程:第一个方程是v甲加v乙等于30,这来自相向而行的情况;第二个方程是v甲减v乙等于6,这来自同向而行的情况。要解这个二元一次方程组,我们可以使用加减消元法。将两个方程相加,左边得到2倍的v甲,右边得到36,所以v甲等于18千米每小时。
现在我们完成求解过程。已知v甲等于18千米每小时,将这个值代入第一个方程:18加v乙等于30,解得v乙等于12千米每小时。让我们验证一下答案:相向而行时,18加12等于30,正确;同向而行时,18减12等于6,也正确。因此,甲船在静水中的速度为18千米每小时,乙船在静水中的速度为12千米每小时。这就是我们的最终答案。