Чтобы решить систему уравнений:
- \( xy = -8 \)
- \( x^2 + y^2 = 65 \)
начнём с первого уравнения. Из него выражаем \( y \) через \( x \):
\[ y = \frac{-8}{x} \]
Теперь подставим это выражение во второе уравнение:
\[ x^2 + \left(\frac{-8}{x}\right)^2 = 65 \]
Упростим вторую часть:
\[ x^2 + \frac{64}{x^2} = 65 \]
Теперь, чтобы избавиться от дроби, умножим всё уравнение на \( x^2 \) (предполагаем, что \( x \neq 0 \)):
\[ x^4 + 64 = 65x^2 \]
Перепишем уравнение в стандартной форме:
\[ x^4 - 65x^2 + 64 = 0 \]
Теперь сделаем замену: пусть \( z = x^2 \). Тогда уравнение примет вид:
\[ z^2 - 65z + 64 = 0 \]
Теперь применим формулу корней квадратного уравнения:
\[ z = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} = \frac{65 \pm \sqrt{(-65)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 64}}{2 \cdot 1} \]
Вычислим дискриминант:
\[ D = 65^2 - 4 \cdot 1 \cdot 64 = 4225 - 256 = 3969 \]
Теперь найдём корни:
\[ z = \frac{65 \pm \sqrt{3969}}{2} = \frac{65 \pm 63}{2} \]
Это приведёт к двум возможным значениям для \( z \):
- \( z_1 = \frac{65 + 63}{2} = \frac{128}{2} = 64 \)
- \( z_2 = \frac{65 - 63}{2} = \frac{2}{2} = 1 \)
Теперь вернёмся к переменной \( x \):
Если \( z_1 = 64 \), то \( x^2 = 64 \) и \( x = 8 \) или \( x = -8 \).
Если \( z_2 = 1 \), то \( x^2 = 1 \) и \( x = 1 \) или \( x = -1 \).
Теперь найдём соответствующие значения \( y \):
Для \( x = 8 \): \[ y = \frac{-8}{8} = -1 \]
Для \( x = -8 \): \[ y = \frac{-8}{-8} = 1 \]
Для \( x = 1 \): \[ y = \frac{-8}{1} = -8 \]
Для \( x = -1 \): \[ y = \frac{-8}{-1} = 8 \]
Таким образом, у нас есть четыре решения:
- \( (8, -1) \)
- \( (-8, 1) \)
- \( (1, -8) \)
- \( (-1, 8) \)
Все пары \( (x, y) \) удовлетворяют обоим уравнениям системы.
Итак, конечный ответ:
\( (8, -1) \), \( (-8, 1) \), \( (1, -8) \), \( (-1, 8) \).