Для решения системы уравнений:
[ x^2 + y^2 = 10 ]
[ xy = 3 ]
можно воспользоваться различными методами. Один из эффективных способов — это использование замены переменных, а также теоремы о симметрических функциях корней.
- Замена переменных и переход к уравнению четвертой степени:
Начнем с выражения для суммы (S) и произведения (P) корней. Пусть ( x ) и ( y ) — корни квадратного уравнения ( t^2 - St + P = 0 ). Тогда:
[ S = x + y ]
[ P = xy ]
Из условия задачи ( P = 3 ). Нам нужно найти ( S ). Используем первое уравнение системы:
[ x^2 + y^2 = 10 ]
Вспомним формулу:
[ x^2 + y^2 = (x+y)^2 - 2xy ]
Подставим известные значения:
[ 10 = S^2 - 2 \cdot 3 ]
[ 10 = S^2 - 6 ]
Отсюда следует:
[ S^2 = 16 ]
[ S = \pm 4 ]
Теперь у нас есть два случая:
- ( S = 4 )
- ( S = -4 )
Рассмотрим оба случая.
- Нахождение корней для ( S = 4 ):
Подставим значения ( S ) и ( P ) в квадратное уравнение:
[ t^2 - 4t + 3 = 0 ]
Решим это уравнение:
[ t = \frac{4 \pm \sqrt{4^2 - 4 \cdot 3}}{2} ]
[ t = \frac{4 \pm \sqrt{16 - 12}}{2} ]
[ t = \frac{4 \pm \sqrt{4}}{2} ]
[ t = \frac{4 \pm 2}{2} ]
Получаем корни:
[ t_1 = \frac{4 + 2}{2} = 3 ]
[ t_2 = \frac{4 - 2}{2} = 1 ]
То есть, ( x ) и ( y ) могут быть 3 и 1.
- Нахождение корней для ( S = -4 ):
Подставим значения ( S ) и ( P ) в квадратное уравнение:
[ t^2 + 4t + 3 = 0 ]
Решим это уравнение:
[ t = \frac{-4 \pm \sqrt{4^2 - 4 \cdot 3}}{2} ]
[ t = \frac{-4 \pm \sqrt{16 - 12}}{2} ]
[ t = \frac{-4 \pm \sqrt{4}}{2} ]
[ t = \frac{-4 \pm 2}{2} ]
Получаем корни:
[ t_1 = \frac{-4 + 2}{2} = -1 ]
[ t_2 = \frac{-4 - 2}{2} = -3 ]
То есть, ( x ) и ( y ) могут быть -1 и -3.
Таким образом, система уравнений имеет следующие решения:
[ (x, y) = (3, 1), (1, 3), (-1, -3), (-3, -1) ]
Эти решения удовлетворяют обеим уравнениям системы.