Пусть х км/ч - первоначальная скорость автомобиля, тогда (х + 5) км/ч - увеличенная скорость; х · 5 = 5х км - расстояние между пунктами; 15 мин = (15 : 60) ч = 0,25 ч - сэкономленное время. Уравнение:
5х = х · 2 + (х + 5) · (3 - 0,25)
5х = 2х + (х + 5) · 2,75
5х = 2х + 2,75х + 13,75
5х - 4,75х = 13,75
0,25х = 13,75
х = 13,75 : 0,25
х = 55
Відповідь: 55 км/год - початкова швидкість автомобіля.
Проверка:
55 · 5 = 275 км - расстояние между пунктами
55 · 2 + 60 · 2,75 = 110 + 165 = 275 км - расстояние между пунктами
= 9sin^2 a + 9cos^2 a + 2sin^2 a + 6sin^4 a + 2(sin^4 a + 2cos^4 a) = (*)
Заметим, что
1) 9sin^2 a + 9cos^2 a = 9(sin^2 a + cos^2 a) = 9
2) sin^4 a + cos^4 a = sin^4 a + 2sin^2 a*cos^2 a + cos^4 a - 2sin^2 a*cos^2 a =
= (sin^2 a + cos^2 a)^2 - 2sin^2 a*cos^2 a = 1 - 1/2*(4sin^2 a*cos^2 a)
Подставляем
(*) = 9 + 2sin^2 a + 6sin^4 a + 2 - 4sin^2 a*cos^2 a =
= 11 + 4sin^2 a - 2sin^2 a + 6sin^4 a - 4sin^2 a*cos^2 a =
= 11 - 2sin^2 a + 6sin^4 a + 4sin^2 a*(1 - cos^2 a) =
= 11 - 2sin^2 a + 6sin^4 a + 4sin^4 a = 11 - 2sin^2 a + 10sin^4 a =
= 10(sin^4 a - 2*1/10*sin^2 a + 1/100) - 1/10 + 11 =
= 10(sin^2 a - 1/10)^2 + 109/10
Минимальное значение квадрата равно 0, а всего выражения 109/10.