Для решения системы уравнений методом подстановки начнем с того, что наши уравнения выглядят так:
( x^2 + y^2 = 205 )
( xy = 42 )
Шаг 1: Выразим одну переменную через другую.
Из второго уравнения ( xy = 42 ) можно выразить ( y ) через ( x ):
[
y = \frac{42}{x}
]
Шаг 2: Подставим это выражение во второе уравнение.
Теперь подставим ( y ) в первое уравнение:
[
x^2 + \left(\frac{42}{x}\right)^2 = 205
]
Шаг 3: Упростим уравнение.
Раскроем скобки:
[
x^2 + \frac{1764}{x^2} = 205
]
Умножим все уравнение на ( x^2 ) (учитывая, что ( x \neq 0 )):
[
x^4 + 1764 = 205x^2
]
Шаг 4: Перепишем уравнение.
Преобразуем так:
[
x^4 - 205x^2 + 1764 = 0
]
Шаг 5: Пусть ( z = x^2 ).
Теперь введем замену ( z = x^2 ):
[
z^2 - 205z + 1764 = 0
]
Шаг 6: Найдем корни квадратного уравнения.
Решим это уравнение с использованием формулы дискриминанта:
[
D = b^2 - 4ac = (-205)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 1764
]
[
D = 42025 - 7056 = 34969
]
Теперь применим корень из дискриминанта:
[
\sqrt{D} = \sqrt{34969} = 187
]
Теперь найдем корни ( z ):
[
z_{1,2} = \frac{205 \pm 187}{2}
]
Подставим и найдем:
( z_1 = \frac{392}{2} = 196 )
( z_2 = \frac{18}{2} = 9 )
Шаг 7: Вернемся к ( x ).
Теперь вернемся к ( x ):
Если ( z = 196 ), то ( x^2 = 196 ) → ( x = 14 ) или ( x = -14 ).
Если ( z = 9 ), то ( x^2 = 9 ) → ( x = 3 ) или ( x = -3 ).
Шаг 8: Найдем соответствующие ( y ).
Теперь подставим найденные ( x ) в уравнение для ( y ):
Для ( x = 14 ):
[
y = \frac{42}{14} = 3
]
Для ( x = -14 ):
[
y = \frac{42}{-14} = -3
]
Для ( x = 3 ):
[
y = \frac{42}{3} = 14
]
Для ( x = -3 ):
[
y = \frac{42}{-3} = -14
]
Шаг 9: Соберем все возможные пары.
Получили следующие пары ( (x, y) ):
- ( (14, 3) )
- ( (-14, -3) )
- ( (3, 14) )
- ( (-3, -14) )
Шаг 10: Выберем пару с наибольшим ( x ).
Из всех найденных пар, максимальная по ( x ) будет:
[
(14, 3)
]
Ответ:
( x = 14, y = 3 )