Консультация № 189033
30.03.2016, 11:28
0.00 руб.
30.03.2016, 13:58
1 9 2
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:
В зависимости от значений параметров a и b решить систему уравнений:
(Вложение)
Укажите хотя бы одну пару чисел a и b , для которых заданная система имеет 4 различных решения.


Приложение:
Квадратные уравнения.
Прикрепленные файлы:
01d492e472425772e26e68fb2f6e61c5838c3599.png

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
30.03.2016, 14:40
общий
Адресаты:
Пусть дана система уравнений

Уравнение (2) при помощи тождественных преобразований можно привести к виду

где

- координаты вершины параболы, которая получается из параболы

при её параллельном переносе. Парабола имеет вертикальную ось симметрии, а её ветви направлены вверх.
Аналогично, уравнение (1) при помощи тождественных преобразований можно привести к виду

где

- координаты вершины параболы, которая получается из параболы

при её параллельном переносе. Парабола имеет горизонтальную ось симметрии, а её ветви направлены вправо.

Решение заданной системы уравнений можно трактовать как вычисление координат точек пересечения двух парабол. Если изобразить на координатной плоскости графики парабол (3) и (4), то можно увидеть, что параболы пересекаются в двух точках. Если же параболу (3) перенести на две единицы вниз, а параболу (4) - на две единицы влево, то параболы будут пересекаться уже в четырёх точках. Значит, примером ко второй части Вашего задания может быть система уравнений

или эквивалентная ей система

с параметрами


Это Вам понятно?
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
30.03.2016, 16:24
общий
Адресаты:
В первой части задания требуется найти решения в общем виде? Или Вы ошибочно не указали конкретные значения a и b?
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Посетитель
400129
6
30.03.2016, 19:13
общий
Да, понятно, спасибо.
давно
Советник
165461
578
31.03.2016, 08:55
общий
это ответ
Здравствуйте, anton74551!

Найдем в общем виде решение системы:
x = y2 + a*y + b
y = x2 + a*x + b

Вычтем уравнения:
x - y = y2 - x2 + a*(y - x)
После очевидных преобразований:
(x - y)*(x + y + a + 1) = 0. (1)
Умножим первое из исходных уравнение на y, второе - на x:
xy = y3 + a*y2 + b*y
xy = x3 + a*x2 + b*x
Вычтем одно из другого:
x3 - y3 + a*(x2 - y2) + b*(x - y) = 0
После преобразований получим:
(x - y)*(x2 + x*y + y2 + a*(x + y) + b) = 0. (2)

Система уравнение (1), (2) равносильна исходной.
Она удовлетворяется, если
1) x = y
или
2) x + y + a + 1 = 0
x2 + x*y + y2 + a*(x + y) + b = 0.

В первом случае достаточно решить уравнениe для x:
x2 + (a - 1)*x + b = 0. (3)
В результате получим:
x1,2 = y1,2 = -(a - 1)/2 [$177$][$8730$]((a-1)2/4 - b)

Рассмотрим второй случай. Преобразуем:
x + y = - a - 1
(x + y)2 - x*y + a*(x + y) + b = 0
Подставляем x + y из первого уравнения во второе:
(a + 1)2 - x*y - a*(a + 1) + b = 0,
x*y = a2 + 2*a + 1 - a^2 - a + b
В результате получаем систему:
x + y = -a - 1
x*y = a + b + 1
Ее решениями являются решения квадратного уравнения:
u2 + (a+1)*u + a + b + 1 = 0,
корни которого
u1,2 = -(a+1)/2 [$177$][$8730$]((a+1)2/4 - a - b - 1) (4)

Для пар х и y получим два решения:
x1 = -(a+1)/2 + [$8730$]((a+1)2/4 - a - b - 1)
y1 = -(a+1)/2 - [$8730$]((a+1)2/4 - a - b - 1)

x2 = -(a+1)/2 - [$8730$]((a+1)2/4 - a - b - 1)
y2 = -(a+1)/2 + [$8730$]((a+1)2/4 - a - b - 1)

Количество решений исходной системы зависит от дискриминантов
квадратных уравнений (3), (4):
D1 = (a-1)2 - 4*b
D2 = (a+1)2 - 4*(a + b + 1),
Четыре решения получаются, когда оба дискриминанта положительны,
в частности, при a = 0, b = -2 (см. минифорум).

Надеюсь, нигде не ошибся. Но лучше внимательно проверить.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
31.03.2016, 18:45
общий
Адресаты:
Ваше неучастие в обсуждении задачи представляется мне странным, учитывая, что вопрос Вы задали наверняка не из праздного интереса. Предлагаю Вам попробовать выполнить первую часть задания следующим образом:
1) подставить, например, выражение для переменной x из первого уравнения системы во второе;
2) разложить полученный многочлен четвёртой степени на два квадратных трёхчлена (например, методом неопределённых коэффициентов);
3) определить количества корней каждого из квадратных трёхчленов в зависимости от дискриминанта, а с ними количества корней уравнения четвёртой степени и количества решений системы.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
01.04.2016, 15:55
общий
это ответ
Здравствуйте, anton74551!

Пусть дана система уравнений

Уравнение (2) при помощи тождественных преобразований можно привести к виду

где

- координаты вершины параболы, которая получается из параболы

при её параллельном переносе. Парабола имеет вертикальную ось симметрии, а её ветви направлены вверх.
Аналогично, уравнение (1) при помощи тождественных преобразований можно привести к виду

где

- координаты вершины параболы, которая получается из параболы

при её параллельном переносе. Парабола имеет горизонтальную ось симметрии, а её ветви направлены вправо.

Решение заданной системы уравнений можно трактовать как вычисление координат точек пересечения двух парабол. Если изобразить на координатной плоскости графики парабол (3) и (4), то можно увидеть, что параболы пересекаются в двух точках. Если же параболу (3) перенести на две единицы вниз, а параболу (4) - на две единицы влево, то параболы будут пересекаться уже в четырёх точках. Значит, примером ко второй части Вашего задания может быть система уравнений

или эквивалентная ей система

с параметрами


Что касается исследования количества решений исходной системы уравнений в зависимости от чисел то ограничусь следующим.

Запишем теперь исходную систему уравнений так:

где

После подстановки выражения для из уравнения (6) в уравнение (7) получим





Попробуйте продолжить исследование дальше самостоятельно.

С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Модератор
156417
2175
17.04.2016, 12:19
общий
Адресаты:

Перенесено в мини-форум из сообщения Модераторам по ответу:
Цитата: Валерий
Доброго времени суток, Сергей Евгеньевич! Вы отвечали на вопрос #189033. Я тоже хочу разобраться в этой задаче, но момент ввода переменной u в вашем решении, мне непонятен. Пожалуйста, объясните мне поподробнее откуда она взялась, что за неё приняли. Заранее спасибо!


Сообщения Модераторам по ответам предназначены для устранения грубых нарушений. Для обсуждения вопроса и ответов с Экспертами используйте мини-форум вопроса.
давно
Советник
165461
578
17.04.2016, 16:58
общий
Адресаты:


Добрый день!

Это известный прием, который используют при решении систем уравнений вида:
x + y = p,
x*y = q.
Он основан на теореме Виета.

Рассмотрим квадратное уравнение (неизвестную можно обозначить любой буквой):
z2 - p*z + q = 0.

По теореме Виета его корни z1, z2 удовлетворяют соотношениям:
z1 + z2 = p
z1*z2 = q.

Следовательно, система имеет решения:
x1 = z1, y1 = z2
и
x2 = z2, y2 = z1.

Тот же результат можно получить более длинным путем:
y = p - x,
Подставляем во второе уравнение:
x*(p - x) = q
Раскрывая скобки, получим уравнение для x:
x2 - px + q = 0.

Находим его корни x1,2, потом находим y:
y1,2 = p - x1,2.
давно
Посетитель
400212
4
17.04.2016, 22:54
общий
Спасибо теперь все понял
Форма ответа