Решите систему уравнений подробно:
Алгебра 11 класс Системы уравнений решение системы уравнений алгебра 11 класс уравнения с логарифмами степень и логарифм подробное решение алгебра
Для решения системы уравнений:
Сначала упростим левую часть. Мы знаем, что 4 = 2^2 и 32 = 2^5, поэтому можем записать:
4^(x/y + y/x) = (2^2)^(x/y + y/x) = 2^(2(x/y + y/x)).
Таким образом, уравнение можно переписать как:
2^(2(x/y + y/x)) = 2^5.
Теперь, поскольку основания равны, можем приравнять показатели:
2(x/y + y/x) = 5.
Разделим обе стороны на 2:
x/y + y/x = 5/2.
Теперь преобразуем это уравнение. Умножим обе стороны на xy:
x^2 + y^2 = (5/2)xy.
Перепишем уравнение:
2x^2 + 2y^2 - 5xy = 0.
Это квадратное уравнение относительно x и y. Теперь перейдем ко второму уравнению:
Используем свойство логарифмов, что сумма логарифмов равна логарифму произведения:
log3((x - y)(x + y)) = 1.
Это означает, что:
(x - y)(x + y) = 3^1 = 3.
Раскроем скобки:
x^2 - y^2 = 3.
Теперь у нас есть система уравнений:
Сначала выразим x^2 через y^2 из второго уравнения:
x^2 = y^2 + 3.
Подставим это выражение в первое уравнение:
2(y^2 + 3) + 2y^2 - 5y*sqrt(y^2 + 3) = 0.
Упростим уравнение:
2y^2 + 6 + 2y^2 - 5y*sqrt(y^2 + 3) = 0.
Соберем подобные слагаемые:
4y^2 + 6 - 5y*sqrt(y^2 + 3) = 0.
Теперь это уравнение можно решить, но давайте попробуем подставить y = 1, чтобы проверить, возможно ли найти простое решение:
4(1^2) + 6 - 5(1)*sqrt(1^2 + 3) = 0,
4 + 6 - 5*2 = 0,
10 - 10 = 0.
Это уравнение выполняется, значит y = 1. Теперь найдем x:
x^2 = 1^2 + 3 = 4,
x = 2.
Таким образом, мы нашли одно решение системы:
x = 2, y = 1.
Теперь проверим, удовлетворяет ли это решение обоим уравнениям:
4^(2/1 + 1/2) = 4^(2 + 0.5) = 4^(2.5) = 32. (Верно)
log3(2 - 1) + log3(2 + 1) = log3(1) + log3(3) = 0 + 1 = 1. (Верно)
Таким образом, решение системы уравнений:
x = 2, y = 1.