X+xy+y=5 x^2+xy+y^2=7

Question

Дан 1 ответ

Kulakca_zn · Answer 1 · 2018-05-15T05:14:08+0000

Решение этой системы основывается на одном часто используемом приёме, непосредственно связанном с формулой квадрата суммы. Запишем её и дальше выразим сумму квадратов:

$(x+y)^{2} = x^{2} +2xy+ y^{2}$ , откуда
$x^{2} + y^{2} = (x+y)^{2} -2xy$

То есть в самой системе мы можем заменить сумму квадратов этой разностью, при этом повторяться будут выражения $x+y$ и $xy$ . Поэтому есть смысл ввести замену:
$x+y = u$ , $xy = v$ . Система переписывается:

$\left \{ {{u+v = 5} \atop { u^{2}-2v+v=7 }} \right. \\ \left \{ {{v=5-u} \atop { u^{2} - v = 7}} \right. \\ \left \{ {{v = 5-u} \atop { u^{2} - 5 + u = 7}} \right. \\ \left \{ {{v = 5-u} \atop { u^{2} + u - 12 = 0}} \right.$

Решаем уравнение:
$u^{2} + u - 12 = 0 \\ u_{1} = -4; u_{2} = 3$
Тогда из первого уравнения получаем:
$v_{1} = 5 - u_{1} = 5 + 4 = 9 \\ v_{2} = 5 - u_{2} = 5 - 3 = 2$

Теперь возвращаемся к переменной x. при этом получаем ещё две системы:

$\left \{ {{x+y = -4} \atop {xy = 9}} \right.$ и $\left \{ {{x+y = 3} \atop {xy=2}} \right.$

Можно решить эти системы прямым способом, выражая из одного уравнения и подставляя в другое. Можно пойти более короткой дорогой: эта система ни что иное как запись теоремы Виета для корней приведённого квадратного уравнения. По их сумме и произведению запишем квадратное уравнение. Его корни и есть одной из решений этой системы.
Для первой системы:

$t^{2} + 4t + 9 = 0 \\ D = 16 - 4\cdot9 \ \textless \ 0$ - следственно и решений первая система не имеет.

Вторая система:
$t^{2} - 3t + 2 = 0 \\ t_{1} = 1 = x_{1} ; t_{2} = 2 = y_{1}$

Замечаем, что эта система имеет и ещё одно решение, симметричное полученному, поскольку от перестановки слагаемых(множителей) сумма(произведение) не меняется.
То есть, $x_{2} = 2; y_{2} = 1$

Таким образом, система имеет решениями две пары чисел:
$(1;2)$ и $(2;1)$