Давайте рассмотрим данную систему уравнений:
\[ \begin{cases} x^2 - y^2 - 2x + 2y = 0 \\ x^2 + y^2 = 10 \end{cases} \]
Шаг 1: Анализ уравнений
- \( x^2 + y^2 = 10 \) — уравнение окружности с радиусом \(\sqrt{10}\).
- \( x^2 - y^2 - 2x + 2y = 0 \) — можно переписать, чтобы упростить решение.
Шаг 2: Преобразование первого уравнения
Рассмотрим уравнение: \[ x^2 - y^2 - 2x + 2y = 0 \]
Перепишем: \[ (x^2 - 2x) - (y^2 - 2y) = 0 \]
Чтобы упростить его, выделим полные квадраты: \[ (x - 1)^2 - 1 - ((y - 1)^2 - 1) = 0 \]
Это упростится до: \[ (x - 1)^2 - (y - 1)^2 = 0 \]
А теперь: \[ (x - 1)^2 = (y - 1)^2 \]
Отсюда следует: \[ x - 1 = y - 1 \quad \text{или} \quad x - 1 = -(y - 1) \]
То есть:
- \(x = y\)
- \(x + y = 2\)
Шаг 3: Подстановка во второе уравнение
Рассмотрим случаи отдельно.
Случай 1: \(x = y\)
Подставим в окружность: \[ x^2 + x^2 = 10 \]
\[ 2x^2 = 10 \Rightarrow x^2 = 5 \Rightarrow x = \pm \sqrt{5} \]
Так как \(x = y\), то: \[ y = \pm \sqrt{5} \]
Получаем пары: \((\sqrt{5}, \sqrt{5})\) и \((- \sqrt{5}, - \sqrt{5})\).
Случай 2: \(x + y = 2\)
Выразим \(y\): \[ y = 2 - x \]
Подставим в окружность: \[ x^2 + (2 - x)^2 = 10 \]
Раскроем скобки: \[ x^2 + (4 - 4x + x^2) = 10 \]
Объединим: \[ 2x^2 - 4x + 4 = 10 \]
Упростим: \[ 2x^2 - 4x - 6 = 0 \]
Разделим на 2: \[ x^2 - 2x - 3 = 0 \]
Решаем квадратное уравнение: \[ (x - 3)(x + 1) = 0 \]
Отсюда \(x = 3\) или \(x = -1\).
Если \(x = 3\), то \(y = 2 - 3 = -1\).
Если \(x = -1\), то \(y = 2 - (-1) = 3\).
Решения: \((3, -1)\) и \((-1, 3)\).
Итоговые решения:
- \((\sqrt{5}, \sqrt{5})\)
- \((- \sqrt{5}, - \sqrt{5})\)
- \((3, -1)\)
- \((-1, 3)\)