به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
سایت پرسش و پاسخ ریاضی
–1 امتیاز
189 بازدید
در دبیرستان توسط negartkd (-3 امتیاز)
ویرایش شده توسط AmirHosein

دستگاه دو برابری-دو مجهولیِ زیر با مجهول‌های $x$ و $y$ را در نظر بگیرید.

$$\begin{cases} x^2+y=32\\ y^2+x=54 \end{cases}$$

تلاش من: من برای این معادله با حدس و آزمایش $x$ را مساوی با پنج و $y$ را مساوی با هفت بدست آوردم و برای راه حلش نه به روش حذفی تونستم حل کنم و نه با جای‌گذاری $x$ و $y$.

توسط mahdiahmadileedari (3,043 امتیاز)
+1
@negartkd سوال رو‌دوباره تکرار کردید ولی عنوان سوال رو اصلاح نکردید.
توسط negartkd (-3 امتیاز)
–1
میشه لطفاً اگر بلدید بهم بگید
توسط good4us (7,308 امتیاز)
+1
negartkd@ سلام برای اینکه ایشون متوجه پیام شما بشوند مانند من ایشون را خطاب کنید به این شکل بعد یک فاصله بگذارید.
(mahdiahmadileedari@)
توسط AmirHosein (19,561 امتیاز)
@negartkd آقای @mahdiahmadileedari درست می‌گویند. متن پیشین که در پستِ بسته‌شدهٔ https://math.irancircle.com/27188 داشتید را تکرار کردید بدون اینکه به دو پست تایپ ریاضی که برایتان پیوندشان را گذاشته بودم توجه کنید https://math.irancircle.com/52 و https://math.irancircle.com/56. صرفا تلاش خود را افزودید که البته کار درستی است ولی عنوان و فرمول‌ها نیز نیاز به ویرایش داشتند. به ویرایشی که بر روی پست‌تان انجام دادم نگاه کنید و ببینید که نوشتنِ مناسب چقدر تفاوت ایجاد می‌کند.

1 پاسخ

+4 امتیاز
توسط AmirHosein (19,561 امتیاز)
ویرایش شده توسط good4us

توجه کنید که اگر مقدارهای ممکن برای $x$ را بیابید آنگاه مقدارهای ممکن برای $y$ متناظر به هر یک از مقدارهای $x$ با رابطهٔ سادهٔ

$$x^2+y=32\Longrightarrow y=32-x^2$$

بدست می‌آید. یعنی پاسخ‌هایتان یک مجموعهٔ متناهی از نقطه‌های به شکلِ $(x,32-x^2)$ هستند. یا برعکس اگر به جای یافتن مقدارهای ممکن برای $x$، ابتدا مقدارهای ممکن برای $y$ را بدست آورید آنگاه به خاطرِ

$$y^2+x=54\Longrightarrow x=54-y^2$$

دوتایی‌هایی که به دنبالشان هستید به شکلِ $(54-y^2,y)$ خواهندبود.

حالا حتی اگر هم مجموعهٔ پاسخ‌ها را نیابید ولی همین قدر هم بنویسید یا حتی یکی از این دو تای بالا را بنویسید باز هم قسمتی از نمره را می‌گیرید؟ نه؟ هیچ وقت همینطوری به امان خدا ننشینید، همیشه دست به قلم شوید. حتی اگر بحث امتحان و نمره نباشد. با اینکه تلاش بالا مقدار پاسخ‌ها را نداد ولی اطلاعات بیشتری پیرامون آنها برایمان روشن کرد!

اما حل را ادامه دهیم. من از مسیر نخست می‌روم یعنی تلاش می‌کنم مقدار $x$ها را ابتدا بدست‌آورم. اکنون که از برابریِ نخست فهمیدیم $y$ باید در $y=32-x^2$ صدق کند پس می‌توانیم برای $y^2$ هم یک هم‌ارز ولی فقط با $x$ بدست آوریم که در برابریِ دوم جایگذاری کنیم و به یک دستگاهِ «یک برابری-یک مجهولی» با مجهول $x$ پرسش را ساده کنیم.

$$y^2+x=54\overset{y=32-x^2}{\Longrightarrow}(32-x^2)^2+x=54$$

که پس از ساده‌سازی می‌شود

$$x^4-64x^2+x+970=0$$

برابریِ چندجمله‌ای تک‌متغیرهٔ درجهٔ ۴ دارای فرمول رادیکالی مانند درجهٔ ۲ و ۳ است ولی معمولا خیلی جالب نیستند. بنابراین بیایید از روش‌های دیگر استفاده کنیم. نخستین روش ساده این است که چک کنیم آیا ریشهٔ گویا دارد یا خیر. این روش را در جاهای مختلفی می‌توانید ببینید، یک مرجع می‌تواند پست زیر باشد که در پاسخ به پرسش کاربر دیگری در این سایت نوشته‌ام.

https://math.irancircle.com/19321/#a19361

اگر عدد گویایی ریشهٔ این برابری باشد، صورتِ آن باید ضریب ثابت یعنی ۹۷۰ و مخرج آن باید ضریب پیش‌رو یعنی ۱ را بشمارد. در نتیجه تنها نامزدهای ممکن عبارت خواهند بود از اعضای مجموعهٔ زیر که اتفاقا همگی هم صحیح هستند (چون مخرج تنها می‌توان ۱ یا منفی ۱ باشد).

$$\lbrace\pm 1,\pm 2,\pm 5,\pm 10, \pm 97,\pm 194,\pm 485, \pm 970\rbrace$$

که پس از جایگذاری تنها یکی از اینها در برابری صدق می‌کند، $x=5$. پس چندجمله‌ای باید بر $x-5$ بخش‌پذیر باشد و سایر ریشه‌ها، ریشه‌های خارج‌قسمت این تقسیم خواهندبود. تقسیم چندجمله‌ای‌های یک‌متغیره را اگر بدانید، آنگاه دارید

$$(x-5)(x^3+5x^2-39x-194)=0$$

قسمتِ $x^3+5x^2-39x-194=0$ ریشهٔ گویا ندارد. سه ریشهٔ حقیقی دارد که مقدارهای تقریبی آن (می‌توانید با روش‌های ریشه‌یابیِ عددی بدست آورید) با دو رقم پس از اعشار عبارت‌اند از $-6.30$ و $-4.93$ و $6.23$. هر یک از این چهار مقداری که برای $x$ یافتیم دقیقا یک مقدار برای $y$ هم می‌دهد. برای نمونه

$$y=32-x^2\overset{x=5}{\Longrightarrow}y=32-25=7$$

پس یک دوتایی که در دستگاهِ دوبرابری-دومجهولی‌تان صدق کند برابر است با $(5,7)$. و سه تای دیگر را نیز خودتان با جایگذاری می‌توانید بدست آورید.

توسط hakim20 (1 امتیاز)
با تشکر از توضیحات کامل و بیان بسیار خوب آقای دکتر صادقی منش
آرزوی سلامتی و توفیقات روز افزون برای ایشان

حمایت مالی

کانال تلگرام محفل ریاضی
امروز : تاریخ شمسی اینجا نمایش داده می‌شود
...