1. Расстояние, пройденное за первые 3 часа:
\[ s_1 = 50 \text{ км/ч} \cdot 3 \text{ ч} = 150 \text{ км} \]
2. Скорость поезда после увеличения:
\[ v_2 = 50 \text{ км/ч} + 5 \text{ км/ч} = 55 \text{ км/ч} \]
3. Расстояние, пройденное за следующие 2 часа:
\[ s_2 = 55 \text{ км/ч} \cdot 2 \text{ ч} = 110 \text{ км} \]
4. Общее расстояние, пройденное за 5 часов:
\[ s_{total} = s_1 + s_2 = 150 \text{ км} + 110 \text{ км} = 260 \text{ км} \]
5. Оставшееся расстояние:
\[ s_{remain} = 540 \text{ км} - 260 \text{ км} = 280 \text{ км} \]
6. Оставшееся время:
\[ t_{remain} = 9 \text{ ч} - 3 \text{ ч} - 2 \text{ ч} = 4 \text{ ч} \]
7. Необходимая скорость:
\[ v_{needed} = \frac{s_{remain}}{t_{remain}} = \frac{280 \text{ км}}{4 \text{ ч}} = 70 \text{ км/ч} \]
Ответ: Поезд должен идти со скоростью 70 км/ч.