Для решения системы уравнений:
[
\begin{cases}
\frac{9}{x+y} + \frac{2}{x-y} = 3 \
\frac{18}{x+y} - \frac{5}{x-y} = 3
\end{cases}
]
введем новые переменные для упрощения. Пусть:
[
a = \frac{1}{x+y} \quad \text{и} \quad b = \frac{1}{x-y}
]
Тогда система уравнений перепишется в виде:
[
\begin{cases}
9a + 2b = 3 \
18a - 5b = 3
\end{cases}
]
Теперь решим данную систему линейных уравнений относительно (a) и (b).
- Умножим первое уравнение на 5:
[
45a + 10b = 15
]
- Умножим второе уравнение на 2:
[
36a - 10b = 6
]
Теперь сложим эти два уравнения:
[
(45a + 10b) + (36a - 10b) = 15 + 6
]
Получим:
[
81a = 21
]
Решим это уравнение относительно (a):
[
a = \frac{21}{81} = \frac{7}{27}
]
Теперь подставим найденное значение (a) в первое уравнение системы:
[
9a + 2b = 3
]
Получим:
[
9 \cdot \frac{7}{27} + 2b = 3
]
Упростим:
[
\frac{63}{27} + 2b = 3
]
[
\frac{63}{27} = \frac{7}{3}
]
Таким образом, уравнение принимает вид:
[
\frac{7}{3} + 2b = 3
]
Вычтем (\frac{7}{3}) из обеих частей уравнения:
[
2b = 3 - \frac{7}{3}
]
Приведем к общему знаменателю:
[
3 = \frac{9}{3}
]
[
2b = \frac{9}{3} - \frac{7}{3} = \frac{2}{3}
]
Разделим обе части уравнения на 2:
[
b = \frac{1}{3}
]
Теперь вернемся к исходным переменным. Мы знаем, что:
[
a = \frac{1}{x+y} = \frac{7}{27}
]
и
[
b = \frac{1}{x-y} = \frac{1}{3}
]
Таким образом, у нас есть две системы уравнений:
[
\frac{1}{x+y} = \frac{7}{27}
]
и
[
\frac{1}{x-y} = \frac{1}{3}
]
Перепишем их в виде:
[
x + y = \frac{27}{7}
]
и
[
x - y = 3
]
Теперь сложим и вычтем эти уравнения, чтобы найти (x) и (y):
Сложим:
[
(x + y) + (x - y) = \frac{27}{7} + 3
]
[
2x = \frac{27}{7} + \frac{21}{7} = \frac{48}{7}
]
[
x = \frac{24}{7}
]
Теперь вычтем:
[
(x + y) - (x - y) = \frac{27}{7} - 3
]
[
2y = \frac{27}{7} - \frac{21}{7} = \frac{6}{7}
]
[
y = \frac{3}{7}
]
Таким образом, решение системы уравнений:
[
x = \frac{24}{7}, \quad y = \frac{3}{7}
]
Это и есть ответ на задачу.