Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Симметрические уравнения.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
23.03.2021
Размер:
663.78 Кб
Скачать

§ 2. Симметрия относительно выражений

2.1. Теория и примеры

35 50 Пусть ( ( , ), ( , )) – многочлен от двух выражений: ( , ) и ( , ).

Определение 5. Будем говорить, что многочлен( ( , ), ( , )) симметричен относительно выражений

( , ) и ( , ), если имеет место тождество

( ( , ), ( , )) ≡ ( ( , ), ( , )).

Заметим, что ( , ) и ( , ) в общем случае несиммет-

ричны, а значит, и ( ( , ), ( , )) в общем случае

не является симметрическим выражением от и .

Определение 6. Будем называть систему уравнений симметрической относительно ( , ) и ( , ), если все входящие в нее выражения симметричны относительно

( , ) и ( , ).

Пример 13.

2 − 3 = 5,

= 6.

Решение:

(2 ) + (−3 ) = 5,

2 − 5 − 36 = 0 1 = −4, 2 = 9.

(2 )(−3 ) = −36,

42

 

 

 

 

Теория, примеры и задачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

2 = −4,

 

= −2,

2.

2 = 9,

= 2,

 

 

= 3.

 

 

 

 

9

 

 

3 = 9;

 

3 = 4;

=

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: (−2; −3), (92 ; 43 ).

Разберем решение. Левую и правую части второго уравнения мы умножили на 2 и на −3 и, таким образом, получили систему, симметричную относительно выражений (2 ) и (−3 ). Далее, опираясь на обратную теорему Виета, нашли значения этих выражений как корней некоторого квадратного уравнения, а затем и сами неизвестные.

Пример 14.

5 − 2 = 24,

= −1.

Решение:

(5 ) + (−2 ) = 24,

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

24 +10 = 0

 

1,2 = 12

134

(5 )(

2 ) = 10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

±

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 5 = 12 −

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

134

,

 

 

12

5

134,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12−134

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 = 12 +

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 .

 

 

 

 

 

 

 

134;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12+

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

134

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 = 12 +

134,

 

 

 

12+134

 

 

 

 

 

 

 

 

2 = 12

 

134;

=

 

 

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 2. Симметрия относительно выражений

 

 

 

43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тот, кому

(

 

 

)

(

 

 

)

Ответ:

 

12− 134

; −12− 134

,

12+

134

; −12+ 134 .

 

 

5

 

2

 

 

 

5

 

2

 

 

приходилось решать такие системы методом подстановки, согласится, что у нас это получилось быстро и без особого напряжения.

Пример 15.

+ = 8,

( − 3)( + 1) = 8.

Решение:

( − 3) + ( + 1) = 6,

1.

− 3 = 2,

2.

− 3 = 4,

(

3)( + 1) = 8;

 

+ 1 = 4.

 

+ 1 = 2.

 

 

 

 

 

 

Ответ: (5; 3), (7; 1).

Пример 16.

+ = 5,

( − 2)( + 4) = 3.

Решение:

( − 2) + ( + 4) = 7,

 

 

 

 

 

 

7 ±

 

.

 

2

7 +3 = 0

 

1,2 =

37

 

2

 

(

2)( + 4) = 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теория, примеры и задачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 −

37

,

 

11 −

 

37

,

 

 

 

1.

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37

 

 

 

 

 

 

 

1 +

37

 

 

 

+ 4 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2 =

7 +

37

,

 

=

11 +

 

37

,

 

 

 

2.

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

37

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

37

 

 

 

+ 4 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

=

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) (

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

11

 

 

 

1+37

,

 

 

 

 

11+37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 + 5 = 11,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( + 1)(

2) =

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 + 5 = 11,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3 + 3) + (5 − 10) = 4,

 

 

2

 

10) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10) =

60.

(3 + 3)(5

 

 

 

 

60;

 

 

 

 

(3 + 3)(5

 

 

 

 

 

 

− 4 − 60 = 0 1 = 10, 2 = −6.

 

 

1.

 

3 + 3 = 10,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 = 7,

 

 

 

= 3,

 

 

5 10 = 6;

5 = 4;

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 2. Симметрия относительно выражений

45

 

 

 

 

 

2.

3 + 3 = −6,

3 = −9,

= −3,

 

 

5

10 = 10;

5 = 20;

= 4.

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: (73 ; 45 ), (−3; 4). Пример 18.

3 − 4 = 5,

( − 2)( − 3) = 2.

Решение:

3 − 4 = 5,

 

 

(3 −

6) + (−4 + 12) = 11,

(3

6)(

4 + 12) =

24;

(3

6)( 4 + 12) =

24.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 − 11 − 24 = 0 1 =

11 +

 

 

217

, 2 =

11 −

217

.

2

 

 

2

 

 

 

 

3 − 6 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

11 +

217

,

 

 

 

 

23 +

 

217

,

 

 

1.

2

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

4 + 12 =

11

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

217

 

 

 

13 + 217

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

3 − 6 =

11 −

217

,

 

 

 

 

=

23 −

217

,

 

 

2

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

4 + 12 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

13

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 + 217

 

 

 

 

217

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

Ответ: (

 

 

6

 

;

 

 

8

 

 

),

(

 

 

 

;

 

8

 

 

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23+

 

13+

 

 

 

 

23

 

 

217

 

217

 

 

 

 

 

 

 

 

 

217

 

217

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следующий прием основан на тождестве, доказательство

46

Теория, примеры и задачи

 

 

которого не составляет труда:

 

+ + = ( + )( + ) − .

Пример 19.

+ = 8,

3 − 2 + = 14.

Решение:

+ = 8,

 

 

 

( − 2) + ( + 3) = 9,

(

2)( + 3) + 6 = 14;

 

(

2)( + 3) = 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. − 2 = 1,

 

1 = 1,

2 = 8.

 

 

= 10,

= 3,

2.

− 2 = 8,

+ 3 = 8;

= 5.

 

+ 3 = 1;

= −2.

Ответ:

(3; 5)

,

.

 

 

 

 

 

 

 

 

(10;

2)

 

 

 

 

Пример 20.

 

+ = 5,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 + 5 + =

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 2. Симметрия относительно выражений

 

 

 

 

 

 

 

 

47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение:

 

 

 

 

 

( + 5) + ( + 2) = 12,

+ = 5,

 

 

( + 5)( + 2) = 8;

 

 

( + 5)( + 2) = 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 − 12 + 8 = 0 1,2 = 6 ± 2

7

.

 

+ 5 = 6 − 2

 

 

,

= 1 − 2

 

 

 

 

 

,

 

 

1.

7

7

 

 

 

+ 2 = 6 + 2

 

 

 

= 4 + 2

 

 

.

 

 

 

7;

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 5 = 6 + 2

 

 

,

= 1 + 2

 

 

 

,

 

 

2.

7

7

 

 

 

+ 2 = 6 − 2

 

 

= 4 − 2

 

 

.

 

 

Ответ: 1

7;

7

.

 

2

7; 4 + 2

7 ,

 

 

 

 

 

1 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

)

 

 

 

(

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

7; 4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

Пример 21.

4 + 7 = 15,

3 − 5 + 2 = 5.

Решение:

 

3

5

5

 

 

 

5

3

5

 

4 + 7 = 15,

 

4 + 7 = 15,

 

 

 

 

 

 

 

 

+ = ;

 

 

 

 

 

+ = .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

)(

 

 

)

 

 

2

 

2

2

 

2

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теория, примеры и задачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 + 7 = 15,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 − 10) + (7 + 2 )=

2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4 10)

 

21

31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

35.

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4

 

 

10) 7 +

21

 

 

=

 

 

35;

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 35 = 0 1 = −2, 2 =

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

 

21

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

10 =

−2,

 

4 = 8,

= 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

7 +

 

 

 

=

 

 

 

;

 

7 = 7;

= 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

35

2

 

 

 

 

55

 

 

55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 − 10 =

 

 

,

 

 

 

4 =

 

 

 

,

 

=

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

2.

2

 

 

 

2

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 + 21 = 2;

 

7 =

25;

=

25.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

,

 

2

55

 

 

25

 

 

 

 

 

2

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

(2; 1)

 

(

8 ; −14 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Не проще ли было в первом уравнении выразить через

и подставить во второе? Возможно. Однако здесь мы всего лишь иллюстрируем прием, который в другой ситуации может оказаться более эффективным.

Пример 22.

+ = −8,

2 + 2 + 6 + 2 = 0.

§ 2. Симметрия относительно выражений

 

 

 

 

 

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

2

8,

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( + 3) + ( + 1) = 4,

( + 3)

+ ( + 1)

 

 

 

= 10;

 

( + 3)

 

+ ( + 1)

= 10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 3

 

 

 

2+

 

 

2

4,

 

 

 

 

 

 

 

2

4,

 

=

 

,

 

 

 

 

 

=

 

 

 

+ =

 

 

= + 1;

 

 

 

+ = 10;

 

( + )

2 = 10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ = −4,

 

1

=

1, 2

=

3.

 

 

 

 

 

 

= 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

= −1,

 

 

 

 

+ 3 = −1,

 

= −4,

 

 

 

 

 

 

= 3;

 

 

 

 

+ 1 = 3;

 

= 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

= −3,

 

 

 

 

+ 3 = −3,

 

= −6,

 

 

 

 

 

 

= 1;

 

 

 

 

+ 1 = 1;

 

= 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− −

4), (

6;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

 

4;

 

 

 

 

 

2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 23.

 

 

 

 

 

+ 2 = 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 + 3 = 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( + ) = 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3( + )

= 4.