Как решить систему уравнений:
x² - 5y² + 1 = 0
3xy + 7y² = 1?
Алгебра 11 класс Системы нелинейных уравнений решение системы уравнений алгебра 11 класс x² - 5y² + 1 3xy + 7y² = 1 методы решения уравнений
Чтобы решить систему уравнений:
Начнем с первого уравнения. Перепишем его в более удобной форме:
x² - 5y² = -1
Теперь выразим x² через y²:
x² = 5y² - 1
Теперь подставим это выражение для x² во второе уравнение:
3xy + 7y² = 1
Для этого нам нужно выразить x через y. Мы знаем, что x² = 5y² - 1, следовательно:
x = ±√(5y² - 1)
Подставим это значение x в уравнение 2:
3(±√(5y² - 1))y + 7y² = 1
Рассмотрим оба случая, когда x положительное и отрицательное:
1. Случай 1: x = √(5y² - 1)Подставим это значение в уравнение 2:
3√(5y² - 1)y + 7y² = 1
Теперь упростим это уравнение:
3y√(5y² - 1) + 7y² = 1
3y√(5y² - 1) = 1 - 7y²
Теперь возведем обе стороны в квадрат, чтобы избавиться от корня:
(3y√(5y² - 1))² = (1 - 7y²)²
9y²(5y² - 1) = (1 - 14y² + 49y^4)
Упрощаем уравнение:
45y^4 - 9y² = 1 - 14y² + 49y^4
45y^4 - 49y^4 + 14y² - 9y² - 1 = 0
-4y^4 + 5y² - 1 = 0
Умножим на -1:
4y^4 - 5y² + 1 = 0
Теперь сделаем замену: пусть z = y². Тогда у нас получится квадратное уравнение:
4z² - 5z + 1 = 0
Решим его с помощью дискриминанта:
D = b² - 4ac = (-5)² - 4*4*1 = 25 - 16 = 9
Корни уравнения:
z1,2 = (5 ± √9) / (2*4) = (5 ± 3) / 8
z1 = 1, z2 = 1/4
Теперь вернемся к y:
y² = 1 → y = ±1
y² = 1/4 → y = ±1/2
Теперь подставим найденные значения y обратно в выражение для x:
Для y = 1:x² = 5(1)² - 1 = 4 → x = ±2
Для y = -1:x² = 5(-1)² - 1 = 4 → x = ±2
Для y = 1/2:x² = 5(1/2)² - 1 = 5/4 - 1 = -1 (нет решения)
Для y = -1/2:x² = 5(-1/2)² - 1 = 5/4 - 1 = -1 (нет решения)
Таким образом, мы получили следующие решения:
Таким образом, система уравнений имеет 4 решения: (2, 1), (-2, 1), (2, -1), (-2, -1).