Решение задачи №1:
Краткое пояснение: Составим систему уравнений, выразив заданные условия, и решим её, чтобы найти задуманное число.
Пусть первая цифра задуманного числа
x, а вторая цифра
y. Тогда задуманное число можно представить как
10x + y, а число с переставленными цифрами — как
10y + x.
Из условия задачи известны следующие соотношения:
* Сумма квадратов полученного числа и задуманного числа равна 585:
\[(10x + y)^2 + (10y + x)^2 = 585\]
* Вторая цифра на 1 меньше первой:
\[y = x - 1\]
Подставим второе уравнение в первое:
\[(10x + x - 1)^2 + (10(x - 1) + x)^2 = 585\]
\[(11x - 1)^2 + (11x - 10)^2 = 585\]
\[121x^2 - 22x + 1 + 121x^2 - 220x + 100 = 585\]
\[242x^2 - 242x + 101 = 585\]
\[242x^2 - 242x - 484 = 0\]
Разделим уравнение на 22:
\[11x^2 - 11x - 22 = 0\]
\[x^2 - x - 2 = 0\]
Решим квадратное уравнение относительно x. Дискриминант равен:
\[D = (-1)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-2) = 1 + 8 = 9\]
Корни уравнения:
\[x_1 = \frac{1 + \sqrt{9}}{2} = \frac{1 + 3}{2} = 2\]
\[x_2 = \frac{1 - \sqrt{9}}{2} = \frac{1 - 3}{2} = -1\]
Так как цифра не может быть отрицательной, выбираем
x = 2.
Тогда
y = x - 1 = 2 - 1 = 1.
Следовательно, задуманное число равно
10x + y = 10 \cdot 2 + 1 = 21.
Проверка за 10 секунд: Подставим полученные значения в исходные уравнения, чтобы убедиться в правильности решения.
Доп. профит: Если бы не было условия, что вторая цифра на 1 меньше первой, у задачи было бы несколько решений.
Решение системы уравнений 2a:
Краткое пояснение: Выразим одну переменную через другую из одного уравнения и подставим в другое, чтобы решить систему.
Дана система уравнений:
\begin{cases}
x^2 - xy = 35 \\
x^2 + xy = 15
\end{cases}
Сложим два уравнения системы:
\[(x^2 - xy) + (x^2 + xy) = 35 + 15\]
\[2x^2 = 50\]
\[x^2 = 25\]
\[x = \pm 5\]
Теперь найдем соответствующие значения y:
Если
x = 5:
\[5^2 - 5y = 35\]
\[25 - 5y = 35\]
\[-5y = 10\]
\[y = -2\]
Если
x = -5:
\[(-5)^2 - (-5)y = 35\]
\[25 + 5y = 35\]
\[5y = 10\]
\[y = 2\]
Таким образом, решения системы уравнений:
(5, -2) и
(-5, 2)
Проверка за 10 секунд: Подставим полученные пары чисел в исходные уравнения и убедимся, что оба уравнения выполняются.
Доп. профит: Такие системы уравнений можно решать и другими способами, например, вычитанием уравнений.
Решение системы уравнений 2б:
Краткое пояснение: Выразим одну переменную через другую из одного уравнения и подставим в другое, чтобы решить систему.
Дана система уравнений:
\begin{cases}
x^2 + y^2 = 25 \\
x^2 - y = 5
\end{cases}
Из второго уравнения выразим y:
\[y = x^2 - 5\]
Подставим это выражение в первое уравнение:
\[x^2 + (x^2 - 5)^2 = 25\]
\[x^2 + x^4 - 10x^2 + 25 = 25\]
\[x^4 - 9x^2 = 0\]
\[x^2(x^2 - 9) = 0\]
Отсюда находим значения x:
*
x² = 0, следовательно,
x = 0. Тогда
y = 0² - 5 = -5
*
x² - 9 = 0, следовательно,
x² = 9 и
x = ±3.
* Если
x = 3, то
y = 3² - 5 = 9 - 5 = 4
* Если
x = -3, то
y = (-3)² - 5 = 9 - 5 = 4
Таким образом, решения системы уравнений:
(0, -5),
(3, 4) и
(-3, 4)
Проверка за 10 секунд: Подставим полученные пары чисел в исходные уравнения и убедимся, что оба уравнения выполняются.
Доп. профит: Графическое решение системы уравнений может наглядно показать точки пересечения кривых.