Bài 87 : Giải hệ phương trình:
$\left\{\begin{matrix} &x^{3}-3xy^{2}-x+1=y^{2}-2xy-x^{2} \\ &y^{3}-3yx^{2}+y-1=y^{2}+2xy-x^{2} \end{matrix}\right.$
Hôm nay có dịp giải một hệ bài bằng số phức và cũng tìm tài liệu về nội dung này cho một bạn khác... Và mình phát hiện ra "đây cũng là 1 bài có thể áp dụng số phức" mà "không dễ nhận ra".
Nguồn tin: http://diendantoanho...ệ-phương-trinh/
Nếu liên kết với ý này và "thử có áp dụng" được hay không thì ta có thể thử:
Đặt $z=x+iy$
Vế trái liên quan đến $(z+a+i b)^3$ và vế phải liên quan $(z+c+id)^2$.
\[a^3 + 3 a^2 x - 3 a b^2 - 6 a b y + 3 a x^2 - 3 a y^2 - 3 b^2 x - 6 b x y - c^2 - 2 c x + d^2 + 2 d y + x^3 - x^2 - 3 x y^2 + y^2=0,\]
\[3 a^2 b + 3 a^2 y + 6 a b x + 6 a x y - b^3 - 3 b^2 y + 3 b x^2 - 3 b y^2 + 3 x^2 y - 2 x y - 2 d x - y^3 - 2 c y - 2 c d=0.\]
Phương trình thứ nhất của hệ tương ứng phần thực, phương trình thứ hai tương ứng là "đối" của phần ảo.
Đồng nhất "sơ":
Đồng nhất hệ số $y$: $2d - 6ab=0$ và $3a^2 - 3b^2 - 2c + 1=0.$
Đồng nhất hệ số $y^2$: $- 6b - 2=0,$ và $4 - 6a=0.$
Do đó $(a,b,c,d)=\left(\frac{2}{3},-\frac{1}{3},1,- \frac{2}{3}\right).$
Sau khi kiểm tra lại, ta thấy (đã kiểm tra lại: bộ này thỏa mãn).
Hệ số tự do của các phương trình bị sai khác, ta điều chỉnh như sau
\[\left(z+\frac{2-i}{3}\right)^3+\frac{40}{27}+\frac{2}{27}i= \left(z+1-\frac{2}{3}i\right)^2.\]
Phương trình được viết lại:
\[(z - i)(z^2+z - 1 + i)=0.\]
Phần còn lại đơn giản!
Dẫn thêm lời giải thô kệch trước đây.
Lời giải cho bài 87:
(Lời giải không đẹp, ý tưởng đơn giản nhưng tính toán nhiều)
(Đang tìm kiếm một lời giải khác)
Đặt $p1=x^3 + x^2 - 3xy^2 + 2xy - x - y^2 + 1=x^3+x^2+x (-3 y^2+2 y-1)-y^2+1$ và
$p2=- 3x^2y + x^2 - 2xy + y^3 - y^2 + y - 1=x^2 (1-3 y)-2 x y+y^3-y^2+y-1.$
Ta thực hiện một số phép biến đổi sau
$\left\{\begin{matrix} & p11=(1-3y)p1-xp2= ( -y+1) {x}^{2}+ ( ( -1+2y-3{y}^{2}) ( -3y+1) +{y}^{2}-y+1-{y}^{3}) x+ ( -{y}^{2}+1 ) ( -3y+1)
\\ & p22=(1-y)p2-(1-3y)p11= ( -22{y}^{2}+6y+32{y}^{3}-24{y}^{4} ) x-8{y}^{4}+4{y}^{3}+10{y}^{2}-8y+2
\end{matrix}\right.$
Đặt $a=-22{y}^{2}+6y+32{y}^{3}-24{y}^{4}, b=
-536{y}^{5}+6{y}^{2}-130{y}^{3}+364{y}^{4}+448{y}^{6}-192{y}^{7}-2+10y.$
$\left\{\begin{matrix} & p111=a.p11-(1-y)p22=( -536{y}^{5}+6{y}^{2}-130{y}^{3}+364{y}^{4}+448{y}^{6}-192{y}^{7}-2+10y) x-72{y}^{7}+6y-26{y}^{5}+120{y}^{6}-40{y}^{2}-80{y}^{4}+92{y}^{3}\\&
p222=b.p111-a.p22=4-832{y}^{10}-2944{y}^{8}+1888{y}^{9}+192{y}^{11}+1412{y}^{5}-2748{y}^{6}+3356{y}^{7}-260{y}^{4}-156{y}^{3}+124{y}^{2}-36y\end{matrix}\right.$
Với $y$ thỏa $y\neq 1, y\neq \frac{1}{3}$ và $ab \neq 0$,
hệ phương trình
$\left\{\begin{matrix} & p1=0\\ & p2=0\end{matrix}\right.$
tương đương với hệ
$\left\{\begin{matrix} & p111=0\\ & p222=0\end{matrix}\right.$
Phương trình $p222=0$ tương đương
\[4 \left( 3y-1 \right) \left( 4{y}^{4}-8{y}^{3}+9{y}^{2}-4y+1 \right) \left( 4{y}^{4}+5{y}^{2}-1 \right) \left( y-1 \right) ^{2}=0.\]
Dễ thấy $4 y^4 - 8 y^3 + 9 y^2 - 4 y + 1>0$ nên phương trình chỉ có hai nghiệm $y_{1,2}= \pm \sqrt{\frac{\sqrt{41}-5}{8}}.$
Từ đó suy ra $x_{1,2}=....$
Trường hợp $y= 1 \vee y= \frac{1}{3} \vee ab = 0$,
Nhận xét:
Nếu $b=0$ và $y\neq 1, \frac{1}{3}$ thì
$\left\{\begin{matrix} &-536{y}^{5}+6{y}^{2}-130{y}^{3}+364{y}^{4}+448{y}^{6}-192{y}^{7}-2+10y=0,
\\& 120{y}^{6}-72{y}^{7}+6y-26{y}^{5}-40{y}^{2}-80{y}^{4}+92{y}^{3}=0.\end{matrix}\right.$
Phương trình thứ nhất được viết lại:
\[-2y \left( y-1 \right) \left( 3y-1 \right) \left( 2y-1 \right) \left( y+1 \right) \left( 6{y}^{2}-5y+3 \right)=0.\]
Suy ra hệ trên vô nghiệm $y\neq 1, \frac{1}{3}$.
Suy ra $y_3=1$ và $x_3=0.$
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Điểm đặc biệt: nghiệm hệ phương trình thỏa $(2x+1)y= \pm 1.$
Thêm bài toán tương tự (xem ảnh) trích từ "Quyết tâm chinh phục hệ phương trình trong kỳ thi Quốc Gia" (từ Xuctu.com).
Nguồn:
Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi vanchanh123 : 07-08-2016 - 23:54