متحرکی با تندی ثابت ${{v}_{۱}}$ از نقطهی $A$ به $B$ روی مسیر مستقیم رفته و با تندی ${{v}_{۲}}$ به نقطهی $A$ باز میگردد. بهازای کدام مقادیر ${{v}_{۱}}$ و ${{v}_{۲}}$ برحسب متر بر ثانیه، تندی متوسط کل بیشینه میشود؟
هنگامیکه متحرک با تندیهای متفاوت حرکت میکند، در نتیجه زمانهای طی شده نیز متفاوت است. پس زمان طی شدن مسیر در رفت و برگشت را محاسبه میکنیم: فاصلهی بین $A$ تا $B$ را $L$ در نظر میگیریم: ${{v}_{1}}=\frac{l}{\Delta {{t}_{1}}}\Rightarrow \Delta {{t}_{1}}=\frac{l}{{{v}_{1}}}$ ${{v}_{2}}=\frac{l}{\Delta {{t}_{2}}}\Rightarrow \Delta {{t}_{2}}=\frac{l}{{{v}_{2}}}$ حال تندی متوسط در کل مسیر رفت و برگشت را بهدست میآوریم: $v$ کل $=\frac{s}{\Delta t}=\frac{2l}{\frac{l}{{{v}_{1}}}+\frac{l}{{{v}_{2}}}}=\frac{2l}{\frac{l{{v}_{2}}+l{{v}_{1}}}{{{v}_{1}}{{v}_{2}}}}=\frac{2{{v}_{1}}{{v}_{2}}}{{{v}_{1}}+{{v}_{2}}}$ با توجه به رابطهی بهدست آمده و گزینهها، مخرج بهدست آمده بهازای تمامی گزینهها ثابت است. بنابراین برای اینکه $v$ بیشینه شود، باید حاصلضرب دو تندی بیشترین باشد در نتیجه گزینهی (3) صحیح است.