Назад
Задача

Решите системы:

  a)  

  б)  

  в)  

  г)  

Решение

  a) Если одно из неизвестных (например, x) больше 1, то  z = 4x³ – 3x = x³ + 3(x³ – x) > 1;  аналогично  y > 1.  Но тогда

x³ + y³ + z³ > x + y + z,  что противоречит равенству, получаемому сложением всех уравнений. Значит, каждое из неизвестных не превосходит 1. Так же доказывается, что каждое из них не меньше –1.

  Поэтому можно сделать замену  x = cos φ.  Тогда получаем  z = cos 3φ,  y = cos 9φ,  x = cos 27φ.  Итак,  cos 27φ = cos φ,  то есть

27φ = ± φ + 2kπ,  откуда  φ = kπ/14  или  kπ/13.   б) Как легко проверить ни одно из неизвестных не может равняться 1. Поэтому первое уравнение можно записать в виде     После замены

x = tg φ  получаем  y = tg 2φ,  z = tg 4φ,  x = tg 8φ.  Отсюда  tg 8φ = tg φ,  то есть  8φ = φ + kπ.   в) Ясно, что все переменные имеют один знак, поэтому будем считать, что все они положительны.

  Положим x = tg α,  y = tg β,  z = tg γ  (0 < α, β, γ < π/2).  Тогда  tg γ (tg α + tg β) = 1 – tg α tg β,  tg γ = ctg (α + β),  то есть  α + β + γ = π/2.

  С другой стороны,     значит,     Следовательно, 2α, 2β, 2γ – углы прямоугольного треугольника со сторонами 3, 4, 5.

  Отсюда  z = tg π/4 = 1.  Найти tg α и tg β можно либо по формулам половинного угла, либо используя свойство биссектрисы: биссектриса угла 2α делит катет длины 3 на отрезки длины 15/9 и 12/9, поэтому  tg α = 12/9 : 4 = 1/3;  аналогично,  tg β = ½.   г) Положим  x = tg α/2y = tg β/2z = tg γ/2  (– π < α, β, γ < π).  Тогда два первых уравнения запишутся в виде  cos α = sin β = cos γ,  а последнее при наших ограничениях, аналогично в), даст условие  α + β + γ = ± π.  Из равенства  cos α = cos γ  получаем  γ = ±α.  Но если  γ = – α,  то  β = ± π,  что невозможно.

  Итак,  γ = α,  β = ± π – 2α,  sin 2α = sin β = cos α,  откуда  cos α = 0  или  sin α = ½.

  В первом случае  α = ± π/2,  β = 0.  Во втором случае  α = π/6,  β = /3  или  α = /6,  β = – /3.

  Напомним, что     (см. задачу 161169).

Ответ

а)  (0, 0, 0),  ± (1, 1, 1),  ± (cosπ/14, – cos/14, cos/14),  ± (cosπ/7, – cos/7, cos/7),  ± (cosπ/13, – cos/13, cos/13),   ± (cos/13, – cos/13, cos/13)  и все наборы, получающиеся из указанныхциклическимиперестановками.б)  (0, 0, 0),  ± (tg π/7, tg /7, – tg /7)  и все наборы, получающиеся из указанных циклическими перестановками. в)  (± 1/3, ± 1/2, ±1). г)  

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет