Для решения задачи о средней скорости движения автомобиля на всём пути важно понимать, что средняя скорость на всем пути не равна среднему арифметическому скоростей в каждом из направлений, так как время, затраченное на каждый отрезок пути, различно.
Чтобы найти среднюю скорость на всем пути, нам нужно использовать формулу:
[ v{ср} = \frac{S{общее}}{t{общее}} ]
где ( S{общее} ) - общий путь (туда и обратно), а ( t_{общее} ) - общее время, затраченное на весь путь.
Пусть расстояние между городами составляет ( S ) километров. Тогда общий путь ( S_{общее} = 2S ), так как автомобиль проехал это расстояние дважды (туда и обратно).
Время, затраченное на путь туда, при скорости 60 км/ч, составит ( t_1 = \frac{S}{60} ) часов.
Время, затраченное на путь обратно, при скорости 100 км/ч, составит ( t_2 = \frac{S}{100} ) часов.
Таким образом, общее время движения равно ( t{общее} = \frac{S}{60} + \frac{S}{100} ).
Приведем дроби к общему знаменателю:
[ t{общее} = \frac{5S + 3S}{300} = \frac{8S}{300} = \frac{4S}{150} = \frac{2S}{75} ]
Теперь подставим это в формулу для средней скорости:
[ v_{ср} = \frac{2S}{\frac{2S}{75}} = 75 \text{ км/ч} ]
Итак, средняя скорость автомобиля на всем маршруте составляет 75 км/ч.