Bài giải
Ta có hệ:
2x² + 2y² + 8x + 4y = -1
x² + 7y² - 4xy + 6y = 6
Từ phương trình thứ nhất, chia cả hai vế cho 2:
x² + y² + 4x + 2y = -1/2
Chuyển vế và hoàn thành bình phương:
x² + 4x + y² + 2y = -1/2
(x + 2)² - 4 + (y + 1)² - 1 = -1/2
(x + 2)² + (y + 1)² = 9/2
Đặt:
X = x + 2
Y = y + 1
Khi đó phương trình trên trở thành:
X² + Y² = 9/2 (1)
Xét phương trình thứ hai:
x² + 7y² - 4xy + 6y = 6
Thay x = X - 2, y = Y - 1 vào:
(X - 2)² + 7(Y - 1)² - 4(X - 2)(Y - 1) + 6(Y - 1) = 6
Khai triển và rút gọn:
X² - 4XY + 7Y² - 3 = 6
X² - 4XY + 7Y² = 9 (2)
Từ (1), nhân 2 hai vế:
2X² + 2Y² = 9 (3)
Lấy (3) trừ (2):
2X² + 2Y² - (X² - 4XY + 7Y²) = 9 - 9
X² + 4XY - 5Y² = 0
(X - Y)(X + 5Y) = 0
Suy ra có 2 trường hợp:
Trường hợp 1: X - Y = 0, tức là X = Y
Thay vào (1):
X² + X² = 9/2
2X² = 9/2
X² = 9/4
X = 3/2 hoặc X = -3/2
Vì X = Y nên:
Nếu X = Y = 3/2 thì
x = X - 2 = 3/2 - 2 = -1/2
y = Y - 1 = 3/2 - 1 = 1/2
Nếu X = Y = -3/2 thì
x = -3/2 - 2 = -7/2
y = -3/2 - 1 = -5/2
Trường hợp 2: X + 5Y = 0, tức là X = -5Y
Thay vào (1):
(-5Y)² + Y² = 9/2
25Y² + Y² = 9/2
26Y² = 9/2
Y² = 9/52
Y = 3√13/26 hoặc Y = -3√13/26
Khi đó:
Nếu Y = 3√13/26 thì
X = -15√13/26
x = X - 2 = -15√13/26 - 2
y = Y - 1 = 3√13/26 - 1
Nếu Y = -3√13/26 thì
X = 15√13/26
x = X - 2 = 15√13/26 - 2
y = Y - 1 = -3√13/26 - 1
Vậy hệ có 4 nghiệm:
(x; y) = (-1/2; 1/2)
(x; y) = (-7/2; -5/2)
(x; y) = (-2 - 15√13/26; -1 + 3√13/26)
(x; y) = (-2 + 15√13/26; -1 - 3√13/26)
Đáp số:
(-1/2; 1/2), (-7/2; -5/2), (-2 - 15√13/26; -1 + 3√13/26), (-2 + 15√13/26; -1 - 3√13/26)