Тщательное решение уравнений
Мне нужно тщательно разобрать уравнения и определить все их части. Например, у меня есть \(x^2 + y - 5 = 0\), и, возможно, потребуется решить её графически, но для координат точек пересечения также можно использовать подстановку.
Рассматривая пункт 3a, я работаю с \(x^2 + y^2 = 10\) и \(xy = 3\), используя сумму квадратов для поиска возможных комбинаций. Для пункта 3b я решаю систему \(x + y = 7\) и \(x² + y² = 25\), что даёт ещё одно уравнение на основе их взаимосвязи. Проверим эти решения!
Вычисление точек пересечения
Я думаю об использовании графического метода для вычислений, но необходимо обеспечить точность. Я хочу изучить изображение и данные уравнения \(xy = 2\) и \(y - x² = 3\). Я могу найти точки пересечения гиперболы \(y = 2/x\) и параболы \(y = x² + 3\), сосредоточившись на положительных значениях \(x\) и \(y\). Мне следует решить кубическое уравнение \(x³ + 3x - 2 = 0\), возможно, применив метод Кардано к приведённому кубическому уравнению.
Проверка вычисления корня
Я обнаружил, что поскольку \(f'(x)=3x^2+3>0\), существует только один действительный корень, приблизительно \(x≈0.596\) и \(y≈3.355\). Полученное мной точное выражение имеет вид \(x=\sqrt[3]{1+\sqrt{2}}+\sqrt[3]{1-\sqrt{2}}\), и мне нужно проверить его с помощью метода Кардано. Я положил \(u=\text{cuberoot}(1+\sqrt{2})\) и \(v=\text{cuberoot}(1-\sqrt{2})\), а затем вычислил \(uv=\text{cuberoot}(-1)=-1\). После проверки я вижу, что всё согласуется. Возможно, я укажу точку вроде (0.6,3.4) для графического представления.
Исследование точек пересечения и графиков
Я рассматриваю, что в пункте №3 «графическим способом», вероятно, следует сосредоточиться на графиках, а не на алгебраических корнях. Для раздела 3a я упомяну окружность с \(y=\pm\sqrt{10-x²}\) и гиперболу \(y=3/x\). Далее, для 3b я рассмотрю прямую \(y=7-x\) и окружность \(y=\pm\sqrt{25-x²}\). Затем, для точек пересечения в пункте 3c, я выведу решения из \(x²+y-5=0\). Наконец, мне следует подумать о кубическом корне в строке 3г, проверив, что у нас один корень.
Точный расчёт корней
Я хочу вычислить корень \(x^3+3x-2\) более точно с помощью метода Ньютона. Думаю, приблизительный корень равен \(x=0.596071637983\). Хотя я помню некоторые значения из интернета, хочу убедиться, что вычисляю его точно. Я помню, что .596 и 3.355 достаточно для моих целей, но сосредоточусь на получении значения \(y\) без ошибок. После вычисления я проверю функцию и её производную, чтобы продолжить уточнение приближения.
Краткий ответ
№ 3
а) \((1;3),\ (3;1),\ (-1;-3),\ (-3;-1)\);
б) \((3;4),\ (4;3)\);
в) \((0;5),\ (1;4)\);
г) \(\approx(0{,}596;3{,}355)\).
№ 4
а) \((1;-7),\ \left(-\dfrac{34}{9};\dfrac{22}{3}\right)\);
б) \((4;5),\ \left(-40;-\dfrac12\right)\);
в) \((0;4),\ (-4;0)\);
г) \((3;2),\ \left(\dfrac25;-\dfrac35\right)\).
№ 3. Графический способ
При графическом решении выражаем \(y\) через \(x\). Решения — это координаты точек пересечения графиков.
а)
\[ \begin{cases} x^2+y^2=10,\\ xy=3. \end{cases} \]
Используем: \[ (x+y)^2=x^2+2xy+y^2=10+6=16. \]
Значит, \[ x+y=4 \quad\text{или}\quad x+y=-4. \]
Если \(x+y=4\) и \(xy=3\), то числа \(x\) и \(y\) — корни уравнения \[ t^2-4t+3=0, \] откуда \(t=1\) и \(t=3\).
Получаем: \[ (1;3),\ (3;1). \]
Если \(x+y=-4\), то \[ t^2+4t+3=0, \] откуда \(t=-1\) и \(t=-3\).
Получаем: \[ (-1;-3),\ (-3;-1). \]
б)
\[ \begin{cases} x+y=7,\\ x^2+y^2=25. \end{cases} \]
Из первого уравнения: \[ y=7-x. \]
Подставим: \[ x^2+(7-x)^2=25. \]
\[ 2x^2-14x+24=0, \] \[ x^2-7x+12=0, \] \[ (x-3)(x-4)=0. \]
Значит:
- \(x=3,\ y=4\);
- \(x=4,\ y=3\).
Ответ: \[ (3;4),\ (4;3). \]
в)
\[ \begin{cases} x+y=5,\\ x^2+y-5=0. \end{cases} \]
Из первого уравнения: \[ y=5-x. \]
Подставим во второе: \[ x^2+5-x-5=0, \] \[ x^2-x=0, \] \[ x(x-1)=0. \]
Отсюда:
- \(x=0,\ y=5\);
- \(x=1,\ y=4\).
Ответ: \[ (0;5),\ (1;4). \]
г)
\[ \begin{cases} xy=2,\\ y-x^2=3. \end{cases} \]
Выразим \(y\): \[ y=x^2+3. \]
Тогда \[ x(x^2+3)=2, \] \[ x^3+3x-2=0. \]
Графически единственный корень: \[ x\approx0{,}596. \]
Тогда \[ y=x^2+3\approx3{,}355. \]
Ответ: \[ (x;y)\approx(0{,}596;3{,}355). \]
Проверка: \[ 0{,}596\cdot3{,}355\approx2,\qquad 3{,}355-0{,}596^2\approx3. \]
№ 4
а)
\[ \begin{cases} 3x+y=-4,\\ x+y^2=50. \end{cases} \]
Из первого уравнения: \[ y=-4-3x. \]
Подставим: \[ x+(-4-3x)^2=50, \] \[ 9x^2+25x-34=0, \] \[ (x-1)(9x+34)=0. \]
Отсюда:
- \(x=1\), тогда \(y=-7\);
- \(x=-\dfrac{34}{9}\), тогда \[ y=-4-3\left(-\frac{34}{9}\right)=\frac{22}{3}. \]
Ответ: \[ (1;-7),\quad \left(-\frac{34}{9};\frac{22}{3}\right). \]
б)
\[ \begin{cases} 0{,}5x-4y=-18,\\ xy=20. \end{cases} \]
Умножим первое уравнение на 2: \[ x-8y=-36, \] \[ x=8y-36. \]
Подставим во второе: \[ y(8y-36)=20, \] \[ 8y^2-36y-20=0, \] \[ 2y^2-9y-5=0. \]
\[ y=\frac{9\pm11}{4}. \]
Получаем:
- \(y=5,\ x=4\);
- \(y=-\dfrac12,\ x=-40\).
Ответ: \[ (4;5),\quad \left(-40;-\frac12\right). \]
в)
\[ \begin{cases} x^2+y^2=16,\\ y=x+4. \end{cases} \]
Подставим \(y=x+4\): \[ x^2+(x+4)^2=16, \] \[ 2x^2+8x=0, \] \[ 2x(x+4)=0. \]
Отсюда:
- \(x=0,\ y=4\);
- \(x=-4,\ y=0\).
Ответ: \[ (0;4),\ (-4;0). \]
г)
\[ \begin{cases} \dfrac1x+\dfrac1y=\dfrac56,\\ x-y=1. \end{cases} \]
Из второго уравнения: \[ x=y+1. \]
Подставим: \[ \frac1{y+1}+\frac1y=\frac56. \]
\[ \frac{2y+1}{y(y+1)}=\frac56. \]
\[ 6(2y+1)=5y(y+1), \] \[ 5y^2-7y-6=0. \]
\[ y=\frac{7\pm13}{10}. \]
Получаем:
- \(y=2,\ x=3\);
- \(y=-\dfrac35,\ x=\dfrac25\).
Ответ: \[ (3;2),\quad \left(\frac25;-\frac35\right). \]
Проверка, например для первой пары: \[ \frac13+\frac12=\frac56,\qquad 3-2=1. \]