Question Number 214499 by hardmath last updated on 10/Dec/24 | ||
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$$\begin{cases}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \:\:+\:\:\left(\mathrm{x}\:\:+\:\:\mathrm{3y}\right)\:\:=\:\:\mathrm{11}}\\{\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \:\:+\:\:\left(\mathrm{y}\:\:+\:\:\mathrm{3x}\right)\:\:=\:\:\mathrm{29}}\end{cases}\:\:\:\:\:\Rightarrow\:\:\:\:\mathrm{x}\:+\:\mathrm{y}\:=\:? \\ $$ | ||
Commented by Frix last updated on 10/Dec/24 | ||
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$$\mathrm{4}\:\mathrm{solutions} \\ $$$${x}+{y}={t} \\ $$$${t}^{\mathrm{4}} +\mathrm{4}{t}^{\mathrm{3}} −\mathrm{108}{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{352}{t}+\mathrm{4}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{No}\:\mathrm{nice}\:\mathrm{solution}. \\ $$ | ||
Answered by A5T last updated on 10/Dec/24 | ||
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$$\left({i}\right)+\left({ii}\right)\Rightarrow{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}\left({x}+{y}\right)−\mathrm{40}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\frac{\left({x}−{y}\right)^{\mathrm{2}} +\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}+\mathrm{4}\left({x}+{y}\right)−\mathrm{40}=\mathrm{0}...\left({i}\right) \\ $$$$\left({i}\right)−\left({ii}\right)\Rightarrow{x}^{\mathrm{2}} −{y}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}\left({x}−{y}\right)+\mathrm{18}=\mathrm{0}...\left({ii}\right) \\ $$$${x}+{y}={p};\:{x}−{y}={q} \\ $$$$\Rightarrow\left({i}\right):\frac{{p}^{\mathrm{2}} +{q}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}}+\mathrm{4}{p}−\mathrm{40}=\mathrm{0}\Rightarrow{p}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}{p}+{q}^{\mathrm{2}} −\mathrm{80}=\mathrm{0} \\ $$$$\left({ii}\right):\:{pq}−\mathrm{2}{q}+\mathrm{18}=\mathrm{0}\Rightarrow{q}=\frac{\mathrm{18}}{\mathrm{2}−{p}} \\ $$$${q}\:{in}\left({i}\right)\Rightarrow{p}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}{p}+\frac{\mathrm{324}}{\left(\mathrm{2}−{p}\right)^{\mathrm{2}} }−\frac{\mathrm{80}\left(\mathrm{2}−{p}\right)^{\mathrm{2}} }{\left(\mathrm{2}−{p}\right)^{\mathrm{2}} }=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow{p}^{\mathrm{4}} +\mathrm{4}{p}^{\mathrm{3}} −\mathrm{108}{p}^{\mathrm{2}} +\mathrm{352}{p}+\mathrm{4}=\mathrm{0} \\ $$ | ||
Commented by Rasheed.Sindhi last updated on 10/Dec/24 | ||
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$${x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} =\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{xy} \\ $$$${perhaps}\:{you}\:{have}\:{missed}\:−\mathrm{2}{xy}\:{sir}! \\ $$ | ||
Commented by A5T last updated on 10/Dec/24 | ||
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$${Took}\:{another}\:{path},\:{thanks}. \\ $$ | ||
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 11/Dec/24 | ||
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$$\begin{cases}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \:\:+\:\:\left(\mathrm{x}\:\:+\:\:\mathrm{3y}\right)\:\:=\:\:\mathrm{11}}\\{\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \:\:+\:\:\left(\mathrm{y}\:\:+\:\:\mathrm{3x}\right)\:\:=\:\:\mathrm{29}}\end{cases}\:\:\:\:\:\Rightarrow\:\:\:\:\mathrm{x}\:+\:\mathrm{y}\:=\:? \\ $$$$\mathrm{Adding}: \\ $$$$\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)+\mathrm{3}\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)=\mathrm{40} \\ $$$$\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2xy}+\mathrm{4}\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)=\mathrm{40} \\ $$$$\mathrm{but}\:\mathrm{xy}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\left\{\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)^{\mathrm{2}} −\left(\mathrm{x}−\mathrm{y}\right)^{\mathrm{2}} \right\} \\ $$$$\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}\left[\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\left\{\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)^{\mathrm{2}} −\left(\mathrm{x}−\mathrm{y}\right)^{\mathrm{2}} \right\}\right]+\mathrm{4}\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)=\mathrm{40} \\ $$$$\mathrm{let}\:\mathrm{x}+\mathrm{y}=\mathrm{a},\mathrm{x}−\mathrm{y}=\mathrm{b} \\ $$$$\mathrm{a}^{\mathrm{2}} −\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left\{\mathrm{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{b}^{\mathrm{2}} \right\}+\mathrm{4a}=\mathrm{40} \\ $$$$\mathrm{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8a}=\mathrm{80}......\left(\mathrm{i}\right) \\ $$$$\mathrm{Subtracting}: \\ $$$$\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{y}^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{x}−\mathrm{y}\right)−\mathrm{3}\left(\mathrm{x}−\mathrm{y}\right)=−\mathrm{18} \\ $$$$\left(\mathrm{x}−\mathrm{y}\right)\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)−\mathrm{2}\left(\mathrm{x}−\mathrm{y}\right)=−\mathrm{18} \\ $$$$\left(\mathrm{x}−\mathrm{y}\right)\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}−\mathrm{2}\right)=−\mathrm{18} \\ $$$$\mathrm{b}\left(\mathrm{a}−\mathrm{2}\right)=−\mathrm{18}.........\left(\mathrm{ii}\right) \\ $$$$\mathrm{b}=\frac{\mathrm{18}}{\mathrm{2}−\mathrm{a}} \\ $$$$\mathrm{putting}\:\mathrm{this}\:\mathrm{in}\:\left(\mathrm{i}\right) \\ $$$$\mathrm{a}^{\mathrm{2}} +\left(\frac{\mathrm{18}}{\mathrm{2}−\mathrm{a}}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{8a}=\mathrm{80} \\ $$$$\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{2}−\mathrm{a}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{324}+\mathrm{8a}\left(\mathrm{2}−{a}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{80}\left(\mathrm{2}−\mathrm{a}\right)^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4a}+\mathrm{4}\right)+\mathrm{324}+\mathrm{8a}\left(\mathrm{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4a}+\mathrm{4}\right)=\mathrm{80a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{320a}+\mathrm{320} \\ $$$$\mathrm{a}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4a}+\mathrm{4}\right)+\mathrm{324}+\mathrm{8a}\left(\mathrm{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4a}+\mathrm{4}\right)=\mathrm{80a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{320a}+\mathrm{320} \\ $$$$\mathrm{a}^{\mathrm{4}} −\mathrm{4a}^{\mathrm{3}} +\mathrm{4a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8a}^{\mathrm{3}} −\mathrm{32a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{32a}+\mathrm{324}−\mathrm{80a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{320a}−\mathrm{320}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{a}^{\mathrm{4}} +\mathrm{4a}^{\mathrm{3}} −\mathrm{108a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{352a}+\mathrm{4} \\ $$$$.... \\ $$ | ||
Commented by A5T last updated on 10/Dec/24 | ||
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$${a}^{\mathrm{4}} +\mathrm{4}{a}^{\mathrm{3}} −\mathrm{108}{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{352}{a}+\mathrm{4}=\mathrm{0}\:{should}\:{be}\:{the}\: \\ $$$${correct}\:{equation}. \\ $$ | ||
Answered by ajfour last updated on 11/Dec/24 | ||
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$${x}+\mathrm{3}{y}={p} \\ $$$${y}+\mathrm{3}{x}={q} \\ $$$$\mathrm{4}\left({x}+{y}\right)={p}+{q}=\mathrm{4}{t} \\ $$$${x}=\frac{\mathrm{3}{q}−{p}}{\mathrm{8}} \\ $$$${y}=\frac{\mathrm{3}{p}−{q}}{\mathrm{8}} \\ $$$${y}−{x}=\frac{{p}−{q}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\left(\mathrm{3}{q}−{p}\right)^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{3}{p}−{q}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{256}{t}=\mathrm{2560} \\ $$$$\mathrm{10}\left({p}^{\mathrm{2}} +{q}^{\mathrm{2}} \right)+\mathrm{256}{t}=\mathrm{2560}\:\:\:\:\:...\left({i}\right) \\ $$$${or}\:\:\mathrm{5}\left({p}+{q}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{5}\left({p}−{q}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{256}\left({t}−\mathrm{10}\right)=\mathrm{0} \\ $$$${y}^{\mathrm{2}} −{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\left({x}−{y}\right)=\mathrm{18} \\ $$$$\left({y}−{x}\right)\left({t}−\mathrm{2}\right)=\mathrm{18} \\ $$$$\left({p}−{q}\right)\left({t}−\mathrm{2}\right)=\mathrm{36}\:\:\:\:\:....\left({ii}\right) \\ $$$$\mathrm{80}{t}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{5}×\mathrm{36}×\mathrm{36}}{\left({t}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} }+\mathrm{256}\left({t}−\mathrm{10}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{80}\left({t}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{180}×\mathrm{36}}{\left({t}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} }+\mathrm{24}×\mathrm{24}\left({t}−\mathrm{2}\right) \\ $$$$\:\:\:\:=\mathrm{2560}+\mathrm{320}−\mathrm{1152} \\ $$$$\Rightarrow\:\:\frac{\left({t}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} }{\mathrm{9}}+\frac{\mathrm{9}}{\left({t}−\mathrm{2}\right)^{\mathrm{2}} }+\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{5}}\left({t}−\mathrm{2}\right) \\ $$$$\:\:\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{9}}\left(\mathrm{32}+\mathrm{4}−\frac{\mathrm{72}}{\mathrm{5}}\right)=\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{5}} \\ $$$${let}\:\:\frac{{t}−\mathrm{2}}{\mathrm{3}}={z} \\ $$$${z}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{{z}^{\mathrm{2}} }+\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{5}}\left({z}−\mathrm{1}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$ \\ $$ | ||