Поверните устройство

Поверните устройство

Skip to main content

Теория: Решение систем двух нелинейных уравнений методом сложения

Задание

Решите систему уравнений:

\(\displaystyle\left\{\begin{array}{ccc}5x^2+4y=13{\small,}\\3x^2-2y=-1{\small.}\end{array}\right.\)

Решением системы уравнений являются пары чисел:

\(\displaystyle (\)\(\displaystyle {\small;}\) \(\displaystyle )\)  и  \(\displaystyle (\)\(\displaystyle {\small;}\) \(\displaystyle ){\small.}\)

Решение

В системе содержатся только слагаемые, содержащие \(\displaystyle x^2\) и \(\displaystyle y{\small.}\) 

Заметим, что умножая обе части второго уравнения на \(\displaystyle 2{\small,}\) получим в нём слагаемое \(\displaystyle -4y{\small,}\) противоположное слагаемому \(\displaystyle 4y{\small}\) первого уравнения.

Тогда, сложив первое и удвоенное второе уравнения системы, сможем исключить переменную \(\displaystyle y{\small.}\)


Домножим обе части второго уравнения на \(\displaystyle \color{blue}2{\small:}\)

\(\displaystyle\left\{\begin{array}{ccc}5x^2+4y=13{\small,}\\\color{blue}{2}\cdot( 3x^2-2y)=\color{blue}{2}\cdot(-1){\small,}\end{array}\right.\)

\(\displaystyle\left\{\begin{aligned}5x^2+4y=13{\small,}\\6x^2-4y=-2{\small.}\end{aligned}\right.\)


К левой части первого уравнения прибавим левую часть второго уравнения, а к правой – правую.

\(\displaystyle\begin{aligned}\underset{\color{blue}{\ \ \ \ \ \ \ \text{ ---------------------------------------}}}{\color{blue}{+}\begin{cases}5x^2+4y=13{\small,}\\6x^2-4y=-2\\\end{cases}}\\11x^2+0=11{\small.\ \ \ \ }\end{aligned}\)


Заменим полученным уравнением одно из уравнений системы (например, первое).

Получим систему

\(\displaystyle\left\{\begin{aligned}&11x^2=11{\small,}\\&3x^2-2y=-1{\small.}\end{aligned}\right.\)

 

Теперь первое уравнение системы  содержит только переменную \(\displaystyle x{\small.}\)

Решим это уравнение.

Уравнение \(\displaystyle 11x^2=11\) имеет два корня:

\(\displaystyle \color{magenta}{x=1}{\small;}\) \(\displaystyle \color{magenta}{x=-1}{\small.}\) 


Подставляя найденные значения \(\displaystyle x{\small}\) во второе уравнение системы

\(\displaystyle 3{x^2}-2y=-1{\small,}\)

вычислим соответствующие значения \(\displaystyle y{\small.}\)

Если \(\displaystyle \color{magenta}{x=1}{\small,}\) то \(\displaystyle \blue{y=2}{\small.}\)

Если \(\displaystyle \color{magenta}{x=-1}{\small,}\) то \(\displaystyle \blue{y=2}{\small.}\)

Таким образом, исходная система имеет два решения:

\(\displaystyle (\color{magenta}1{\small;}\,\blue{2}){\small}\) и \(\displaystyle (\color{magenta}{-1}{\small;}\,\blue{2}){\small.}\)


Ответ: \(\displaystyle (1{\small;}\,{2}){\small}\) и \(\displaystyle ({-1}{\small;}\,{2}){\small.}\)
 

Замечание / комментарий

Заметим, что и при \(\displaystyle {x=1}{\small,}\) и при \(\displaystyle {x=-1}{\small}\) выполняется \(\displaystyle {x^2=1}{\small .}\)

Поэтому в уравнение 

\(\displaystyle 3{x^2}-2y=-1{\small}\)

можно подставить \(\displaystyle \color{red}{x^2} = \color{red}{1}{\small}\) и найти значения \(\displaystyle y{\small}\) сразу для \(\displaystyle {x=1}{\small}\) и \(\displaystyle {x=-1}{\small.}\)