Вернуться к содержанию учебника
Решите уравнение с двумя переменными
\[ x^2+2\sqrt{3}x+y-4\sqrt{y}+7=0. \]
Введите текст
Сгруппируем выражение:
\[ x^2+2\sqrt{3}x+3+y-4\sqrt{y}+4=0. \]
Представим как сумму квадратов:
\[ (x+\sqrt{3})^2+(\sqrt{y}-2)^2=0. \]
Так как квадрат любого числа неотрицателен, то сумма квадратов равна нулю только тогда, когда каждый квадрат равен нулю.
\[ (x+\sqrt{3})^2=0 \]
\[ (\sqrt{y}-2)^2=0 \]
Отсюда
\[ x+\sqrt{3}=0 \]
\[ \sqrt{y}-2=0 \]
Следовательно,
\[ x=-\sqrt{3} \]
\[ y=4. \]
Ответ:
\[ x=-\sqrt{3},\quad y=4. \]
Пояснения:
Главная идея решения — преобразовать выражение так, чтобы получить сумму квадратов. Это удобно, потому что квадрат любого числа всегда неотрицателен:
\[ a^2\ge 0. \]
Если сумма нескольких квадратов равна нулю, то каждый из них обязан быть равен нулю.
Сначала заметим, что первые три члена выражения похожи на формулу квадрата суммы:
\[ (a+b)^2=a^2+2ab+b^2. \]
Если взять \(a=x\) и \(b=\sqrt{3}\), получаем
\[ (x+\sqrt{3})^2=x^2+2\sqrt{3}x+3. \]
Поэтому к выражению удобно добавить и вычесть число \(3\), чтобы получить полный квадрат.
Теперь рассмотрим часть выражения с переменной \(y\). Она имеет вид
\[ y-4\sqrt{y}. \]
Заметим, что
\[ (\sqrt{y}-2)^2=y-4\sqrt{y}+4. \]
Поэтому добавляем и вычитаем \(4\), чтобы получить второй полный квадрат.
После этих преобразований исходное уравнение превращается в
\[ (x+\sqrt{3})^2+(\sqrt{y}-2)^2=0. \]
Каждый квадрат неотрицателен, значит их сумма может быть равна нулю только тогда, когда оба квадрата равны нулю.
Отсюда получаем систему:
\[ x+\sqrt{3}=0, \qquad \sqrt{y}-2=0. \]
Решая её, получаем
\[ x=-\sqrt{3},\qquad y=4. \]
Это единственная пара значений, при которой исходное уравнение выполняется.
Вернуться к содержанию учебника