Для решения системы уравнений:
- ( x^2 + y^2 = 20 )
- ( xy = 8 )
мы можем воспользоваться заменой переменных. Из второго уравнения выразим одну из переменных, например ( y ):
[
y = \frac{8}{x}
]
Теперь подставим это значение в первое уравнение:
[
x^2 + \left(\frac{8}{x}\right)^2 = 20
]
Упростим уравнение:
[
x^2 + \frac{64}{x^2} = 20
]
Умножим обе части уравнения на ( x^2 ) (предполагая, что ( x \neq 0 )):
[
x^4 - 20x^2 + 64 = 0
]
Обозначим ( z = x^2 ). Тогда получаем квадратное уравнение:
[
z^2 - 20z + 64 = 0
]
Решим это уравнение с помощью дискриминанта:
[
D = (-20)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 64 = 400 - 256 = 144
]
Теперь найдем корни уравнения:
[
z = \frac{20 \pm \sqrt{144}}{2} = \frac{20 \pm 12}{2}
]
Это даёт два значения:
[
z_1 = \frac{32}{2} = 16 \quad \text{и} \quad z_2 = \frac{8}{2} = 4
]
Теперь вернемся к переменной ( x^2 ):
- ( x^2 = 16 \Longrightarrow x = \pm 4 )
- ( x^2 = 4 \Longrightarrow x = \pm 2 )
Теперь найдем соответствующие значения ( y ):
- Если ( x = 4 ):
[
y = \frac{8}{4} = 2
]
- Если ( x = -4 ):
[
y = \frac{8}{-4} = -2
]
- Если ( x = 2 ):
[
y = \frac{8}{2} = 4
]
- Если ( x = -2 ):
[
y = \frac{8}{-2} = -4
]
Таким образом, мы имеем следующие решения системы:
- ( (4, 2) )
- ( (-4, -2) )
- ( (2, 4) )
- ( (-2, -4) )
Ответ: ( (4, 2), (-4, -2), (2, 4), (-2, -4) )