$$\left\{\begin{aligned} &\sqrt{2x+y+5}-\sqrt{3-x-y}=x^3-3x^2-10y+6 &&(1) \\ &x^3-6x^2+13x=y^3+y+10 &&(2)\end{aligned}\right.$$
Lời giải. Điều kiện: $2x+y+5 \ge 0$ và $3-x-y \ge 0.$ Phương trình (2) có thể viết lại thành $$(x^3-6x^2+12x-8)+(x-2)=y^3+y,$$ hay $$(x-2)^3+(x-2)=y^3+y.$$ Phương trình trên có dạng $f(x-2)=f(y)$ với $f(t)=t^3+t.$ Do $f(t)$ là hàm liên tục và tăng nghiêm ngặt trên $\mathbb R$ nên từ đây, ta có $y=x-2.$ Thay vào (1), ta được $$\sqrt{3x+3}-\sqrt{5-2x}=x^3-3x^2-10x+26. \text{ }(3)$$ Lúc này, ta có điều kiện tương ứng cho $x$ là $-1 \le x \le \frac{5}{2}.$ Với điều kiện này, phương trình (3) tương đương với $$ \left(\sqrt{3x+3}-3\right)+\left(1-\sqrt{5-2x}\right)-(x^3-3x^2-10x+24)=0,$$ hay $$\frac{3(x-2)}{\sqrt{3x+3}+3}+\frac{2(x-2)}{\sqrt{5-2x}+1}+(x-2)(4-x)(x+3)=0.$$ Đưa $x-2$ ra làm nhân tử chung, ta được $$(x-2)\left[\frac{3}{\sqrt{3x+3}+3}+\frac{2}{\sqrt{5-2x}+1}+(4-x)(x+3)\right]=0.$$ Do $-1 \le x\le \frac{5}{2}$ nên dễ thấy $$\frac{3}{\sqrt{3x+3}+3}+\frac{2}{\sqrt{5-2x}+1}+(4-x)(x+3)>0.$$ Từ đây, ta suy ra ngay $x=2$ và $y=x-2=0.$ Vậy hệ có nghiệm duy nhất $(x,\,y)=(2,\,0).$
