Question Number 108295 by bobhans last updated on 16/Aug/20
$$\:\:\:\:\frac{\mathbb{B}\mathrm{ob}\mathbb{H}\mathrm{ans}}{\beta\mathrm{o}\flat} \\ $$$$\:\left(\mathrm{1}\right)\begin{cases}{\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)\:=\:\mathrm{9}}\\{\left(\mathrm{x}−\mathrm{y}\right)\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)\:=\:\mathrm{5}}\end{cases} \\ $$$$\mathrm{find}\:\mathrm{the}\:\mathrm{solution} \\ $$$$\left(\mathrm{2}\right)\:\mathrm{x}\:\frac{\mathrm{dy}}{\mathrm{dx}}\:=\:\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{when}\:\mathrm{x}=\mathrm{1}\:\mathrm{give}\:\mathrm{y}\:=\:\mathrm{2}\: \\ $$
Answered by john santu last updated on 16/Aug/20
$$\:\:\:\:\:\frac{\upuparrows\:{JS}\:\upuparrows}{\heartsuit} \\ $$$$\Rightarrow\begin{cases}{\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} \left({x}−{y}\right)\:=\:\mathrm{9}}\\{{x}−{y}\:=\:\frac{\mathrm{5}}{{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} }}\end{cases} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{5}\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} \:=\:\mathrm{9}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{9}{y}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{5}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{10}{xy}+\mathrm{5}{y}^{\mathrm{2}} \:=\:\mathrm{9}{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{9}{y}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{4}{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{10}{xy}+\mathrm{4}{y}^{\mathrm{2}} =\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5}{xy}+\mathrm{2}{y}^{\mathrm{2}} =\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\left(\mathrm{2}{x}−{y}\right)\left({x}−\mathrm{2}{y}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\begin{cases}{{y}=\mathrm{2}{x}\Rightarrow\mathrm{3}{x}.\left(−\mathrm{3}{x}^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{9}\rightarrow\begin{cases}{{x}=−\mathrm{1}}\\{{y}=−\mathrm{2}}\end{cases}}\\{{x}=\mathrm{2}{y}\Rightarrow\mathrm{3}{y}.\left(\mathrm{3}{y}^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{9}\rightarrow\begin{cases}{{y}=\mathrm{1}}\\{{x}=\mathrm{2}}\end{cases}}\end{cases} \\ $$$${then}\:{solution}\:{set}\:{is}\:\left\{\left(−\mathrm{1},−\mathrm{2}\right),\left(\mathrm{2},\mathrm{1}\right)\right\} \\ $$$$\:\: \\ $$
Commented by bemath last updated on 16/Aug/20
$${cooll} \\ $$
Commented by bobhans last updated on 16/Aug/20
$$\mathrm{good} \\ $$
Answered by 1549442205PVT last updated on 16/Aug/20
$$\:\begin{cases}{\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)\:=\:\mathrm{9}}\\{\left(\mathrm{x}−\mathrm{y}\right)\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)\:=\:\mathrm{5}}\end{cases}\:\:\:\left(\mathrm{1}\right) \\ $$$$\mathrm{If}\:\mathrm{x}−\mathrm{y}=\mathrm{0}\:\mathrm{then}\:\mathrm{LHS}\:=\mathrm{0}\:\Rightarrow\mathrm{the}\:\mathrm{given} \\ $$$$\mathrm{system}\:\mathrm{has}\:\mathrm{no}\:\mathrm{solutions},\mathrm{so}\:\mathrm{x}−\mathrm{y}\neq\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{From}\:\left(\mathrm{1}\right)\mathrm{we}\:\mathrm{have}\:\mathrm{5}\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)\: \\ $$$$=\mathrm{9}\left(\mathrm{x}−\mathrm{y}\right)\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right) \\ $$$$\Leftrightarrow\left(\mathrm{x}−\mathrm{y}\right)\left[\mathrm{5}\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{9}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)\right]=\mathrm{0} \\ $$$$\Leftrightarrow\mathrm{5}\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{9}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{0} \\ $$$$\Leftrightarrow\mathrm{4}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)−\mathrm{10xy}=\mathrm{0}.\mathrm{Put}\:\mathrm{x}=\mathrm{ky}\left(\mathrm{k}\neq\mathrm{0}\right) \\ $$$$\mathrm{we}\:\mathrm{get}\:\mathrm{4k}^{\mathrm{2}} −\mathrm{10k}+\mathrm{4}=\mathrm{0}\Leftrightarrow\mathrm{2k}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5k}+\mathrm{2}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{k}\in\left\{\mathrm{2};\mathrm{1}/\mathrm{2}\right\} \\ $$$$\left.\mathrm{i}\right)\mathrm{For}\:\mathrm{k}=\mathrm{2}\Rightarrow\mathrm{x}=\mathrm{2y}\:.\mathrm{Replce}\:\mathrm{into}\:\mathrm{first} \\ $$$$\mathrm{equation}\:\mathrm{we}\:\mathrm{get} \\ $$$$\mathrm{3y}.\mathrm{3y}^{\mathrm{2}} =\mathrm{9}\Leftrightarrow\mathrm{y}^{\mathrm{3}} =\mathrm{1}\Leftrightarrow\mathrm{y}=\mathrm{1}\Rightarrow\mathrm{x}=\mathrm{2}\:\mathrm{we}\:\mathrm{have} \\ $$$$\mathrm{solution}\:\left(\mathrm{x},\mathrm{y}\right)=\left(\mathrm{2},\mathrm{1}\right) \\ $$$$\left.\mathrm{ii}\right)\mathrm{For}\:\mathrm{k}=\mathrm{1}/\mathrm{2}\Leftrightarrow\mathrm{y}=\mathrm{2x},\:\mathrm{replace}\:\mathrm{into}\:\mathrm{first}\:\mathrm{equation} \\ $$$$\mathrm{we}\:\mathrm{get}\:−\mathrm{x}.\left(−\mathrm{3x}^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{9}\Leftrightarrow\mathrm{x}^{\mathrm{3}} =\mathrm{1}\Leftrightarrow\mathrm{x}=\mathrm{1}\Rightarrow\mathrm{y}=\mathrm{2} \\ $$$$\mathrm{we}\:\mathrm{get}\:\mathrm{solution}\:\left(\mathrm{x};\mathrm{y}\right)=\left(\mathrm{1};\mathrm{2}\right) \\ $$$$\mathrm{Thus},\mathrm{given}\:\mathrm{system}\:\mathrm{of}\:\mathrm{equations}\:\mathrm{has}\: \\ $$$$\mathrm{two}\:\mathrm{solutions}\:\left(\boldsymbol{\mathrm{x}};\boldsymbol{\mathrm{y}}\right)\in\left\{\left(\mathrm{1},\mathrm{2}\right);\left(\mathrm{2};\mathrm{1}\right)\right\} \\ $$$$ \\ $$
Commented by bemath last updated on 16/Aug/20
$${if}\:\left(\mathrm{1},\mathrm{2}\right)\Rightarrow\left(\mathrm{1}+\mathrm{2}\right)\left(\mathrm{1}−\mathrm{4}\right)=−\mathrm{9}\neq\mathrm{9} \\ $$$${wrong}\:{sir} \\ $$
Commented by bemath last updated on 16/Aug/20
$${yes}\:{sir}.\:{thank}\:{you} \\ $$
Commented by 1549442205PVT last updated on 16/Aug/20
$$\mathrm{Thank}\:\mathrm{you}.\mathrm{I}\:\mathrm{mistaked}\:.\mathrm{The}\:\mathrm{cases}\:\mathrm{k}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{should}\:\mathrm{correct}\:\mathrm{as}:\mathrm{y}=\mathrm{2x},\mathrm{so}\:\mathrm{replace}\:\mathrm{into} \\ $$$$\mathrm{first}\:\mathrm{eqn}.\Rightarrow\mathrm{3x}.\left(−\mathrm{3x}^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{9}\Leftrightarrow\mathrm{x}^{\mathrm{3}} =−\mathrm{1} \\ $$$$\Leftrightarrow\boldsymbol{\mathrm{x}}=−\mathrm{1}\Rightarrow\boldsymbol{\mathrm{y}}=−\mathrm{2}\Rightarrow\left(\boldsymbol{\mathrm{x}},\boldsymbol{\mathrm{y}}\right)=\left(−\mathrm{1},−\mathrm{2}\right) \\ $$
Answered by Dwaipayan Shikari last updated on 16/Aug/20
$$\frac{\left({x}+{y}\right)\left({x}^{\mathrm{2}} −{y}^{\mathrm{2}} \right)}{\left({x}−{y}\right)\left({x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} \right)}=\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{5}} \\ $$$$\frac{\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} }{\left({x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} \right)}=\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{5}} \\ $$$$\mathrm{1}+\frac{\mathrm{2}{xy}}{{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} }=\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{5}} \\ $$$$\frac{\mathrm{2}{xy}}{{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} }=\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{5}} \\ $$$$\frac{{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}{xy}}=\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{4}} \\ $$$$\frac{{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{xy}}{{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{xy}}=\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{1}} \\ $$$$\left(\frac{{x}+{y}}{{x}−{y}}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{9} \\ $$$$\frac{{x}+{y}}{{x}−{y}}=\mathrm{3}\:\:\:\:\:\:\:{or}\:\:\:\:\:\frac{{x}+{y}}{{x}−{y}}=−\mathrm{3} \\ $$$$\frac{{x}}{{y}}=\mathrm{2}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{or}\:\:\:\:\frac{{x}}{{y}}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:\:,\:\:{x}={k}_{\mathrm{0}} \:\:{y}=\mathrm{2}{k}_{\mathrm{0}\:\:} \:\:\:{so}\:\:\mathrm{3}{k}_{\mathrm{0}} .\left(−\mathrm{3}{k}_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{9}\:\Rightarrow{k}_{\mathrm{0}} =−\mathrm{1} \\ $$$${x}=\mathrm{2}{k}\:\:\:\:\: \\ $$$${y}={k} \\ $$$$\left({x}+{y}\right)\left({x}^{\mathrm{2}} −{y}^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{9} \\ $$$$\mathrm{3}{k}.\mathrm{3}{k}^{\mathrm{2}} =\mathrm{9} \\ $$$${k}^{\mathrm{3}} =\mathrm{1} \\ $$$${k}=\mathrm{1} \\ $$$$\begin{cases}{{x}=\mathrm{2}}\\{{y}=\mathrm{1}}\end{cases}\:\:\:\:\:\:\:\:{or\begin{cases}{{x}=−\mathrm{1}}\\{{y}=−\mathrm{2}}\end{cases}} \\ $$