Конечно, давайте решим систему уравнений:
- (\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{1}{2})
- (3x - y = 3)
Начнем с первого уравнения. Чтобы упростить его, умножим обе его стороны на (2xy):
[2xy \left(\frac{1}{x} + \frac{1}{y}\right) = 2xy \cdot \frac{1}{2}]
Это упростится до:
[2y + 2x = xy]
Теперь у нас есть упрощенное уравнение:
[xy = 2x + 2y]
Перейдем ко второму уравнению:
[3x - y = 3]
Решим его относительно (y):
[y = 3x - 3]
Теперь подставим это выражение для (y) в первое уравнение:
[x(3x - 3) = 2x + 2(3x - 3)]
Раскроем скобки и упростим:
[3x^2 - 3x = 2x + 6x - 6]
[3x^2 - 3x = 8x - 6]
Перенесем все члены на одну сторону уравнения:
[3x^2 - 3x - 8x + 6 = 0]
Соберем подобные члены:
[3x^2 - 11x + 6 = 0]
Теперь у нас есть квадратное уравнение. Решим его с помощью формулы квадратного уравнения (ax^2 + bx + c = 0):
[x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}]
В нашем случае, (a = 3), (b = -11), и (c = 6):
[x = \frac{-(-11) \pm \sqrt{(-11)^2 - 4 \cdot 3 \cdot 6}}{2 \cdot 3}]
[x = \frac{11 \pm \sqrt{121 - 72}}{6}]
[x = \frac{11 \pm \sqrt{49}}{6}]
[x = \frac{11 \pm 7}{6}]
Теперь у нас есть два возможных значения для (x):
- (x = \frac{11 + 7}{6} = \frac{18}{6} = 3)
- (x = \frac{11 - 7}{6} = \frac{4}{6} = \frac{2}{3})
Для каждого из значений (x) найдем соответствующее значение (y):
- Если (x = 3):
[y = 3x - 3 = 3(3) - 3 = 9 - 3 = 6]
- Если (x = \frac{2}{3}):
[y = 3x - 3 = 3\left(\frac{2}{3}\right) - 3 = 2 - 3 = -1]
Таким образом, система уравнений имеет два решения:
- (x = 3), (y = 6)
- (x = \frac{2}{3}), (y = -1)
Проверим оба решения:
- Для (x = 3) и (y = 6):
[\frac{1}{3} + \frac{1}{6} = \frac{2}{6} = \frac{1}{3} \quad \text{(неверно)}]
- Для (x = \frac{2}{3}) и (y = -1):
[\frac{1}{\frac{2}{3}} + \frac{1}{-1} = \frac{3}{2} - 1 = \frac{1}{2} \quad \text{(верно)}]
Следовательно, правильное решение системы:
[x = \frac{2}{3}, \quad y = -1]