Пусть \( v \) - скорость лодки в неподвижной воде (км/ч). Скорость течения реки равна 2 км/ч.
1. **Скорость против течения:** Когда лодка плывет против течения, ее скорость уменьшается на скорость течения, то есть скорость против течения равна \( v - 2 \) км/ч.
2. **Скорость по течению:** Когда лодка плывет по течению, ее скорость увеличивается на скорость течения, то есть скорость по течению равна \( v + 2 \) км/ч.
3. **Время против течения:** Время, затраченное на путь против течения, равно расстоянию, деленному на скорость против течения: \( t_{против} = \frac{297}{v - 2} \)
4. **Время по течению:** Время, затраченное на обратный путь (по течению), равно расстоянию, деленному на скорость по течению: \( t_{по} = \frac{297}{v + 2} \)
5. **Уравнение времени:** По условию, время на обратный путь на 3 часа меньше, чем на путь против течения, то есть: \( t_{против} - t_{по} = 3 \). Подставляем выражения для времени:
\( \frac{297}{v - 2} - \frac{297}{v + 2} = 3 \)
6. **Решение уравнения:**
- Умножим обе части на \( (v - 2)(v + 2) \) чтобы избавиться от знаменателей:
\( 297(v + 2) - 297(v - 2) = 3(v - 2)(v + 2) \)
- Раскроем скобки:
\( 297v + 594 - 297v + 594 = 3(v^2 - 4) \)
\( 1188 = 3v^2 - 12 \)
- Перенесем и упростим:
\( 3v^2 = 1200 \)
\( v^2 = 400 \)
\( v = \pm 20 \)
- Поскольку скорость не может быть отрицательной, то \( v = 20 \)
**Ответ:** Скорость лодки в неподвижной воде равна 20 км/ч.