Задача
1) Докажите алгебраическим методом, что система уравнений
{ 2 x − y = 4 x + y = 2 x 2 + y 2 = 4 \begin{cases} 2x — y = 4 \\ x + y = 2 \\ x^2 + y^2 = 4 \end{cases}
имеет решение, и притом только одно. Дайте графическую иллюстрацию данного утверждения.
2) Найдите такое значение r r , при котором система уравнений
{ x − y = − 3 x + 2 y = 6 x 2 + y 2 = r 2 \begin{cases} x — y = -3 \\ x + 2y = 6 \\ x^2 + y^2 = r^2 \end{cases}
имеет решение.
Краткий ответ:
I)
Доказательство алгебраическим методом:
{ 2 x − y = 4 x + y = 2 x 2 + y 2 = 4 \begin{cases} 2x — y = 4 \\ x + y = 2 \\ x^2 + y^2 = 4 \end{cases}
Решим систему из первых двух уравнений:
1) 2 x − y = 4 , 2x — y = 4, отсюда y = 2 x − 4 ; y = 2x — 4;
2) x + 2 x − 4 = 2 ; x + 2x — 4 = 2;
3 x = 2 + 4 ; 3x = 2 + 4;
3 x = 6 , 3x = 6, отсюда x = 2 ; x = 2;
y = 2 ⋅ 2 − 4 = 4 − 4 = 0 ; y = 2 \cdot 2 — 4 = 4 — 4 = 0;
Проверим, является ли оно решением третьего уравнения:
2 2 + 0 2 = 4 ; 2^2 + 0^2 = 4;
4 = 4 — верно; 4 = 4 \quad \text{— верно;}
Графическая иллюстрация:
1) 2 x − y = 4 = > y = 2 x − 4 — уравнение прямой: 2x — y = 4 \quad => \quad y = 2x — 4 \quad \text{— уравнение прямой:}
2) x + y = 2 = > y = 2 − x — уравнение прямой: x + y = 2 \quad => \quad y = 2 — x \quad \text{— уравнение прямой:}
3) x 2 + y 2 = 4 — уравнение окружности: x^2 + y^2 = 4 \quad \text{— уравнение окружности:}
x 0 = 0 x_0 = 0 и y 0 = 0 , y_0 = 0, R = 4 = 2 ;
Графики всех трех функций пересекаются только в одной точке;
II)
{ x − y = − 3 x + 2 y = 6 x 2 + y 2 = r 2 \begin{cases} x — y = -3 \\ x + 2y = 6 \\ x^2 + y^2 = r^2 \end{cases}
1) x − y = − 3 , x — y = -3, отсюда y = x + 3 ; y = x + 3;
2) x + 2 ( x + 3 ) = 6 ; x + 2(x + 3) = 6;
x + 2 x + 6 = 6 ; x + 2x + 6 = 6;
3 x = 6 − 6 ; 3x = 6 — 6;
3 x = 0 , 3x = 0, отсюда x = 0 ; x = 0;
y = 0 + 3 = 3 ; y = 0 + 3 = 3;
3) r 2 = 0 2 + 3 2 ; r^2 = 0^2 + 3^2;
r 2 = 9 , r^2 = 9, отсюда r = ± 3 ; r = \pm 3;
Ответ: r = ± 3. r = \pm 3.
Подробный ответ:
I)
Доказательство алгебраическим методом:
{ 2 x − y = 4 x + y = 2 x 2 + y 2 = 4 \begin{cases} 2x — y = 4 \\ x + y = 2 \\ x^2 + y^2 = 4 \end{cases}
Из первого уравнения 2 x − y = 4 2x — y = 4 выразим y y через x x :
y = 2 x − 4. y = 2x — 4.
Подставим y = 2 x − 4 y = 2x — 4 во второе уравнение x + y = 2 x + y = 2 :
x + ( 2 x − 4 ) = 2. x + (2x — 4) = 2.
Упростим:
3 x − 4 = 2. 3x — 4 = 2.
Теперь перенесем -4 в правую часть:
3 x = 2 + 4 ⇒ 3 x = 6 ⇒ x = 6 3 = 2. 3x = 2 + 4 \quad \Rightarrow \quad 3x = 6 \quad \Rightarrow \quad x = \frac{6}{3} = 2.
Подставим x = 2 x = 2 в y = 2 x − 4 y = 2x — 4 :
y = 2 ⋅ 2 − 4 = 4 − 4 = 0. y = 2 \cdot 2 — 4 = 4 — 4 = 0.
Проверим, является ли найденное решение x = 2 x = 2 и y = 0 y = 0 решением третьего уравнения x 2 + y 2 = 4 x^2 + y^2 = 4 :
2 2 + 0 2 = 4 ⇒ 4 = 4 — верно. 2^2 + 0^2 = 4 \quad \Rightarrow \quad 4 = 4 \quad \text{— верно.}
Графическая иллюстрация:
Уравнение 2 x − y = 4 2x — y = 4 преобразуется в y = 2 x − 4 y = 2x — 4 , это уравнение прямой. Подставим разные значения x x для построения таблицы:
x y 0 − 4 2 0 \begin{array}{|c|c|} \hline x & y \\ \hline 0 & -4 \\ 2 & 0 \\ \hline \end{array}
Уравнение x + y = 2 x + y = 2 преобразуется в y = 2 − x y = 2 — x , это также уравнение прямой. Подставим разные значения x x :
x y 0 2 2 0 \begin{array}{|c|c|} \hline x & y \\ \hline 0 & 2 \\ 2 & 0 \\ \hline \end{array}
Уравнение x 2 + y 2 = 4 x^2 + y^2 = 4 — это уравнение окружности с центром в ( 0 , 0 ) (0, 0) и радиусом R = 4 = 2 R = \sqrt{4} = 2 . Подставим значения x x и найдем y y :
x y 2 0 0 2 \begin{array}{|c|c|} \hline x & y \\ \hline 2 & 0 \\ 0 & 2 \\ \hline \end{array}
Все три графика пересекаются только в одной точке ( 2 , 0 ) (2, 0) .
Ответ: ( 2 ; 0 ) (2; 0) .
II)
{ x − y = − 3 x + 2 y = 6 x 2 + y 2 = r 2 \begin{cases} x — y = -3 \\ x + 2y = 6 \\ x^2 + y^2 = r^2 \end{cases}
Из первого уравнения x − y = − 3 x — y = -3 выразим y y через x x :
y = x + 3. y = x + 3.
Подставим y = x + 3 y = x + 3 во второе уравнение x + 2 y = 6 x + 2y = 6 :
x + 2 ( x + 3 ) = 6. x + 2(x + 3) = 6.
Раскроем скобки:
x + 2 x + 6 = 6 ⇒ 3 x + 6 = 6. x + 2x + 6 = 6 \quad \Rightarrow \quad 3x + 6 = 6.
Теперь перенесем 6 в правую часть:
3 x = 6 − 6 ⇒ 3 x = 0 ⇒ x = 0. 3x = 6 — 6 \quad \Rightarrow \quad 3x = 0 \quad \Rightarrow \quad x = 0.
Подставим x = 0 x = 0 в y = x + 3 y = x + 3 :
y = 0 + 3 = 3. y = 0 + 3 = 3.
Подставим x = 0 x = 0 и y = 3 y = 3 в уравнение x 2 + y 2 = r 2 x^2 + y^2 = r^2 :
0 2 + 3 2 = r 2 ⇒ 9 = r 2 ⇒ r = ± 3. 0^2 + 3^2 = r^2 \quad \Rightarrow \quad 9 = r^2 \quad \Rightarrow \quad r = \pm 3.
Ответ: r = ± 3 r = \pm 3 .
Оставь свой отзыв 💬
Комментариев пока нет, будьте первым!