§ 2.4. Симметричные формы |
91 |
имеют четыре точки пересечения. Убедимся в этом, решив систему аналитически:
|
|
|
|
|
|
2 + 2 = 52 |
( + )2 |
2 = 52 |
|||
= 24 |
= 24 − |
|
|||
|
( + )2 |
|
|
+ = ±10 |
|
|
= 100 |
|
|||
= 24 |
|
= 24 |
|||
Последний |
результат можно записать и так: |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
+ = +10; |
|
||
|
|
= 24. |
10; |
|
|
|
|
+ = |
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 24.
Напомним, что между утверждениями, охваченными квадратной скобкой, подразумевается «логическое ИЛИ». Таким образом, решением исходной системы уравнений будет объединение решений двух систем, заключенных в квадратную скобку. Составим для обеих систем соответствующие квадратные уравнения:
1) 2 + 10 + 24 = 0 1,2 = −5 ± 1
92 |
|
|
|
|
ГЛАВА 2. УРАВНЕНИЯ ВТОРОГО ПОРЯДКА |
||||||||||||
|
|
|
|
|
1.1) |
= −6 |
1.2) |
= −4 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
4 |
|
|
= |
− |
6 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2) |
2 |
|
|
10 + 24 = 0 |
|
|
= 5 1 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,2 |
|
|
± |
||||
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2.1) = 6 |
2.2) |
= 4 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 4 |
|
|
= 6 |
|
|
|||
|
( |
− |
6; |
− |
4), ( |
|
4; |
6), (6; 4), (4; 6) |
|
|
|
|
|||||
Ответ: |
|
|
|
|
− − |
|
|
|
. |
|
|
|
|
||||
При решении систем трех уравнений с тремя неизвестными, входящими в симметричные формы, иногда приходит на помощь теорема Виета. Для случая многочлена третьей степени она звучит так: если многочлен
3 + 2 + +
имеет три вещественных корня 1, 2, 3, для его коэффициентов справедливы равенства
= −( 1 + 2 + 3);
= 1 2 + 1 3 + 2 3;
= − 1 2 3.
Чтобы убедиться в последнем, достаточно раскрыть скобки в разложении многочлена на линейные множители и приве-
§ 2.4. Симметричные формы |
93 |
сти подобные:
( − 1)( − 2)( − 3) = = 3 − ( 1 + 2 + 3) 2 + ( 1 2 + 1 3 + 2 3) − 1 2 3.
Пример 8. Решить систему уравнений |
195 |
+ + = 6;
+ + = 11;
= 6.
Решение. По теореме Виета, неизвестные , , должны
быть корнями многочлена 3 − 6 2 + 11 − 6. Для нахождения корней многочлена угадаем один из корней = 1, разделим многочлен на ( − 1), и тогда задача сведется к нахождению корней квадратного трехчлена, как в примере
на с. 114. Многочлен имеет корни 1 = 1, |
2 = 2, |
3 = 3, и |
||||||||
решениями системы будут все тройки ( ; ; ), являющиеся |
||||||||||
перестановками этих трех чисел. |
|
|
|
|
||||||
Ответ: (1; 2; 3), (1; 3; 2), |
(2; 1; 3), |
(2; 3; 1), |
(3; 1; 2), |
(3; 2; 1). |
|
|||||
Пример 9. Решить систему уравнений |
|
|
|
|||||||
|
|
195 |
||||||||
|
|
2+ |
+ = 6; |
|
|
|
||||
|
|
2 |
+ |
2 |
= 14; |
|
|
|
||
|
+ |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 6.
94 |
ГЛАВА 2. УРАВНЕНИЯ ВТОРОГО ПОРЯДКА |
Решение. Из тождества на с. 57 следует:
2 + 2 + 2 = ( + + )2 − 2( + + ).
+ + |
|
2 |
|
|
|
+ + = 6 |
|
= 6 |
2( + + ) = 14 |
|
+ + = 11 |
||
( + + ) |
|
− |
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 6 |
|
|
|
|
|
= 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Последнюю систему мы решили в предыдущем примере.
Ответ: (1; 2; 3), (1; 3; 2), (2; 1; 3), (2; 3; 1), (3; 1; 2), (3; 2; 1). В расмотренных выше примерах присутствовали уравнения второго порядка с тремя неизвестными. Геометрический смысл таких уравнений будет раскрыт на с. 99.
Задачи к параграфу на с. 193, п. 12–15.
84 99 Функция нескольких переменных ( , , , . . .) называется однородной порядка n, если для любого вещественного числа > 0 выполняется равенство
( , , , . . .) = · ( , , , . . .).
Иногда также требуют, чтобы число было целым. Напри-
√
мер, ( , ) = − 3 + 3 – однородная функция вто-
рого порядка, так как
( , ) = · −√ |
|
= 2 |
( − √ |
|
). |
( )3 + ( )3 |
3 + 3 |
§ 2.5. Однородные многочлены |
95 |
Для многочленов требование > 0 можно заменить на
̸= 0. Тогда однородным многочленом порядка n
мы будем называть многочлен от нескольких переменных
( , , , . . .), такой, что для любого вещественного выполняется равенство ( , , , . . .) = ( , , , . . .). Однородный многочлен порядка определяют и как сумму моночленов порядка . Тогда однородный многочлен второго порядка от двух переменных и должен иметь вид
11 2 + 2 12 + 22 2. Уравнение 11 2 + 2 12 + 22 2 = 0
всегда имеет тривиальное решение: = 0; = 0. Если коэффициенты при 2 и 2 отличны от нуля, то = 0 = 0
и = 0 = 0.
Пример 1. Разложить на множители многочлен 192
2 − 5 + 6 2 и указать его корни.
Решение. Если ̸= 0,
|
2 − 5 + 6 2 = 2 (( ) |
2 |
− 5 · + 6). |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Пусть |
|
|
= , тогда |
2 − 5 + 6 2 |
= 2 · ( 2 − 5 + 6) = |
|||||||
|
|
|||||||||||
= 2( − 2)( − 3) = 2 |
( |
− 2)( − 3) = ( − 2 )( − 3 ). |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответ: ( − 2 )( − 3 ).
Таким образом, задача разложения на множители однородного многочлена второго порядка с двумя переменными сво-