Решим данную систему уравнений:
- ( x + 2y = 3 )
- ( x^2 - 2xy + 4y^2 = 21 )
Шаг 1: Выразим ( x ) из первого уравнения:
[ x = 3 - 2y ]
Шаг 2: Подставим выражение для ( x ) во второе уравнение:
[ (3 - 2y)^2 - 2(3 - 2y)y + 4y^2 = 21 ]
Шаг 3: Раскроем скобки и упростим выражение:
[ (3 - 2y)^2 = 9 - 12y + 4y^2 ]
Подставим это в уравнение:
[ 9 - 12y + 4y^2 - 2(3y - 2y^2) + 4y^2 = 21 ]
Шаг 4: Упростим дальше:
[ 9 - 12y + 4y^2 - 6y + 4y^2 + 4y^2 = 21 ]
[ 9 - 18y + 12y^2 = 21 ]
Шаг 5: Приведем это уравнение в стандартный вид:
[ 12y^2 - 18y + 9 - 21 = 0 ]
[ 12y^2 - 18y - 12 = 0 ]
Шаг 6: Разделим все уравнение на 3 для упрощения:
[ 4y^2 - 6y - 4 = 0 ]
Шаг 7: Решим квадратное уравнение с помощью дискриминанта:
Дискриминант ( D ) равен:
[ D = b^2 - 4ac = (-6)^2 - 4 \cdot 4 \cdot (-4) = 36 + 64 = 100 ]
Шаг 8: Найдем корни уравнения:
[ y_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} ]
[ y_{1,2} = \frac{6 \pm 10}{8} ]
Получаем два решения для ( y ):
[ y_1 = \frac{16}{8} = 2 ]
[ y_2 = \frac{-4}{8} = -\frac{1}{2} ]
Шаг 9: Найдем соответствующие значения для ( x ):
- Если ( y = 2 ):
[ x = 3 - 2 \cdot 2 = 3 - 4 = -1 ]
- Если ( y = -\frac{1}{2} ):
[ x = 3 - 2 \left(-\frac{1}{2}\right) = 3 + 1 = 4 ]
Итак, система имеет два решения:
- ( (x, y) = (-1, 2) )
- ( (x, y) = (4, -\frac{1}{2}) )
Эти решения можно подставить обратно в исходную систему уравнений, чтобы убедиться в их правильности.