Давайте подробно разберем каждую из предложенных задач.
Задача 1:
Решить систему уравнений:
- \( 4x + 6y = -28 \)
- \( 2x + 4y = -20 \)
Сначала упростим первое уравнение, разделив его на 4:
\[ \frac{4x + 6y}{4} = \frac{-28}{4} \implies x + \frac{3}{2}y = -7 \]
Теперь система уравнений выглядит следующим образом:
- \( x + \frac{3}{2}y = -7 \) (упрощенное первое уравнение)
- \( 2x + 4y = -20 \)
Теперь можно выразить \( x \) из первого уравнения:
\[ x = -7 - \frac{3}{2}y \]
Подставим это выражение во второе уравнение:
\[ 2(-7 - \frac{3}{2}y) + 4y = -20 \]
Упростим это уравнение:
\[ -14 - 3y + 4y = -20 \] \[ -14 + y = -20 \] \[ y = -20 + 14 \implies y = -6 \]
Теперь подставим значение \( y \) обратно в первое уравнение, чтобы найти \( x \):
\[ x + \frac{3}{2}(-6) = -7 \] \[ x - 9 = -7 \] \[ x = -7 + 9 \implies x = 2 \]
Таким образом, решение системы:
\[ (x, y) = (2, -6) \]
Задача 2:
Решить систему уравнений:
- \( x^2 - 3xy - 2y^2 = 2 \)
- \( x + 2y = 1 \)
Сначала выразим \( x \) из второго уравнения:
\[ x = 1 - 2y \]
Теперь подставим это выражение в первое уравнение:
\[ (1 - 2y)^2 - 3(1 - 2y)y - 2y^2 = 2 \]
Раскроем скобки:
\[ 1 - 4y + 4y^2 - 3y + 6y^2 - 2y^2 = 2 \]
Упростим:
\[ 1 - 4y + 8y^2 = 2 \] \[ 8y^2 - 4y + 1 - 2 = 0 \] \[ 8y^2 - 4y - 1 = 0 \]
Теперь решим это квадратное уравнение с помощью дискриминанта:
\[ D = b^2 - 4ac = (-4)^2 - 4 \cdot 8 \cdot (-1) = 16 + 32 = 48 \]
Теперь найдём корни:
\[ y = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{4 \pm \sqrt{48}}{16} = \frac{4 \pm 4\sqrt{3}}{16} = \frac{1 \pm \sqrt{3}}{4} \]
Теперь подставим найденные значения \( y \) обратно в \( x = 1 - 2y \):
Для \( y_1 = \frac{1 + \sqrt{3}}{4} \): \[ x_1 = 1 - 2 \cdot \frac{1 + \sqrt{3}}{4} = 1 - \frac{2 + 2\sqrt{3}}{4} = \frac{4 - 2 - 2\sqrt{3}}{4} = \frac{2 - 2\sqrt{3}}{4} = \frac{1 - \sqrt{3}}{2} \]
Для \( y_2 = \frac{1 - \sqrt{3}}{4} \): \[ x_2 = 1 - 2 \cdot \frac{1 - \sqrt{3}}{4} = 1 - \frac{2 - 2\sqrt{3}}{4} = \frac{4 - 2 + 2\sqrt{3}}{4} = \frac{2 + 2\sqrt{3}}{4} = \frac{1 + \sqrt{3}}{2} \]
Таким образом, решения системы:
\[ (x_1, y_1) = \left(\frac{1 - \sqrt{3}}{2}, \frac{1 + \sqrt{3}}{4}\right), \quad (x_2, y_2) = \left(\frac{1 + \sqrt{3}}{2}, \frac{1 - \sqrt{3}}{4}\right) \]
Задача 3:
Решить систему уравнений:
- \( x^2 - y^2 = 5 \)
- \( xy = 6 \)
Первое уравнение можно переписать как:
\[ (x - y)(x + y) = 5 \]
Обозначим \( s = x + y \) и \( d = x - y \). Тогда система уравнений можно записать как:
\[ s \cdot d = 5 \] Из второго уравнения:
\[ xy = 6 \Rightarrow x^2 - y^2 = (x+y)(x-y) = sd = 5 \]
С другой стороны:
\[ (x+y)^2 - (x-y)^2 = 4xy = 24 \Rightarrow s^2 - d^2 = 24 \]
Теперь у нас есть две уравнения:
- \( sd = 5 \)
- \( s^2 - d^2 = 24 \)
Подставим \( d = \frac{5}{s} \) в второе уравнение:
\[ s^2 - \left(\frac{5}{s}\right)^2 = 24 \] \[ s^2 - \frac{25}{s^2} = 24 \]
Умножим на \( s^2 \):
\[ s^4 - 24s^2 - 25 = 0 \] Обозначим \( z = s^2 \):
\[ z^2 - 24z - 25 = 0 \]
Решим это квадратное уравнение с помощью дискриминанта:
\[ D = b^2 - 4ac = (-24)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-25) = 576 + 100 = 676 \]
Теперь найдём корни:
\[ z = \frac{24 \pm \sqrt{676}}{2} = \frac{24 \pm 26}{2} \]
Находим:
- \( z_1 = \frac{50}{2} = 25 \)
- \( z_2 = \frac{-2}{2} = -1 \) (неподходящее значение)
Таким образом, \( s^2 = 25 \) и следовательно \( s = 5 \) или \( s = -5 \).
Теперь найдем \( d \) для этих значений:
- Если \( s = 5 \):
\[ 5d = 5 \implies d = 1 \] Так, \( x+y = 5, x-y = 1 \). Сложив эти уравнения:
\[ 2x = 6 \implies x = 3, \quad y = 5 - 3 = 2 \]
- Если \( s = -5 \):
\[ -5d = 5 \implies d = -1 \] Так, \( x+y = -5, x-y = -1 \). Сложив эти уравнения:
\[ 2x = -6 \implies x = -3, \quad y = -5 - (-3) = -2 \]
Таким образом, решения системы:
\[ (x, y) = (3, 2) \quad \text{и} \quad (x, y) = (-3, -2) \]
Итоговые ответы:
- \((x, y) = (2, -6)\)
- \(\left(\frac{1 - \sqrt{3}}{2}, \frac{1 + \sqrt{3}}{4}\right), \left(\frac{1 + \sqrt{3}}{2}, \frac{1 - \sqrt{3}}{4}\right)\)
- \((x, y) = (3, 2) \quad \text{и} \quad (x, y) = (-3, -2)\)