Упражнение 879 - ГДЗ Алгебра 9 класс. Макарычев, Миндюк. Учебник. Страница 212

Вернуться к содержанию учебника

876 877 878 879 880

Вопрос

Решите систему уравнений

\[ \begin{cases} x^2+y^2-2z^2=0,\\ x+y+z=8,\\ xy=-z^2. \end{cases} \]

Подсказка

Введите текст

Ответ

\[ x^2+y^2=2z^2. \]

Из третьего уравнения:

\[ xy=-z^2. \]

Рассмотрим

\[ (x+y)^2=x^2+2xy+y^2. \]

Подставим:

\[ (x+y)^2=(x^2+y^2)+2xy \]

\[ (x+y)^2=2z^2+2(-z^2) \]

\[ (x+y)^2=2z^2-2z^2 \]

\[ (x+y)^2=0. \]

Тогда

\[ x+y=0. \]

Из второго уравнения:

\[ x+y+z=8 \]

\[ 0+z=8 \]

\[ z=8. \]

Подставим в третье уравнение:

\[ xy=-z^2 \]

\[ xy=-8^2 \]

\[ xy=-64. \]

Так как

\[ x+y=0, \]

то

\[ y=-x. \]

Подставим:

\[ x(-x)=-64 \]

\[ -x^2=-64 \]

\[ x^2=64 \]

\[ x=8 \quad \text{или} \quad x=-8. \]

Тогда

\[ x=8 \Rightarrow y=-8, \]

\[ x=-8 \Rightarrow y=8. \]

Следовательно, решения системы:

\[ (8,-8,8),\qquad (-8,8,8). \]

Пояснения:

Сначала выпишем основные приёмы, которые использовались в решении.

Формула квадрата суммы:

\[ (a+b)^2=a^2+2ab+b^2. \]

Если квадрат числа равен нулю, то само число равно нулю:

\[ a^2=0 \Rightarrow a=0. \]

Именно эти два факта позволяют быстро упростить систему.

Из первого уравнения системы получаем связь между \(x^2+y^2\) и \(z^2\):

\[ x^2+y^2=2z^2. \]

Из третьего уравнения получаем связь между произведением \(xy\) и \(z^2\):

\[ xy=-z^2. \]

Теперь удобно рассмотреть выражение \((x+y)^2\), потому что в его разложении есть и сумма квадратов, и произведение:

\[ (x+y)^2=x^2+2xy+y^2. \]

После подстановки данных из системы получается:

\[ (x+y)^2=2z^2+2(-z^2)=0. \]

Раз квадрат равен нулю, то

\[ x+y=0. \]

Это очень важный шаг: теперь сумма \(x\) и \(y\) известна, и второе уравнение системы сразу даёт значение \(z\):

\[ x+y+z=8, \]

\[ 0+z=8, \]

\[ z=8. \]

После этого остаётся найти \(x\) и \(y\). Из условия \(x+y=0\) получаем:

\[ y=-x. \]

Подставляем это в третье уравнение:

\[ xy=-z^2=-64. \]

Так как \(y=-x\), имеем:

\[ x(-x)=-64, \]

\[ -x^2=-64, \]

\[ x^2=64. \]

Отсюда два значения:

\[ x=8 \quad \text{или} \quad x=-8. \]

Для каждого из них по формуле \(y=-x\) находим соответствующее \(y\). Поэтому система имеет два решения:

\[ (8,-8,8) \]

и

\[ (-8,8,8). \]

Оба решения подходят, потому что при перестановке \(x\) и \(y\) первое и третье уравнения не нарушаются, а сумма \(x+y+z\) остаётся равной \(8\).


Вернуться к содержанию учебника