Question Number 192720 by pascal889 last updated on 25/May/23
Answered by Frix last updated on 25/May/23
$${x}={p}−{q}\wedge{y}={p}+{q} \\ $$$$\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{5}{p}^{\mathrm{4}} +\mathrm{6}{p}^{\mathrm{2}} {q}^{\mathrm{2}} +\mathrm{5}{q}^{\mathrm{4}} =\mathrm{109} \\ $$$$\mathrm{3}{p}^{\mathrm{2}} +{q}^{\mathrm{2}} =\mathrm{13}\:\Rightarrow\:{q}^{\mathrm{2}} =\mathrm{13}−\mathrm{3}{p}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{Inserting}\:\mathrm{in}\:\mathrm{1}^{\mathrm{st}} \:\mathrm{equation} \\ $$$${p}^{\mathrm{4}} −\frac{\mathrm{39}{p}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{4}}+\mathrm{23}=\mathrm{0} \\ $$$${p}=\pm\mathrm{2}\vee{p}=\pm\frac{\sqrt{\mathrm{23}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{The}\:\mathrm{rest}\:\mathrm{is}\:\mathrm{easy} \\ $$
Answered by BaliramKumar last updated on 25/May/23
$${x}^{\mathrm{4}} +\mathrm{3}{x}^{\mathrm{2}} {y}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{4}} \:=\:\mathrm{109}\:\:…….\left({i}\right) \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +{xy}\:=\:\mathrm{13}\:\:\:……\left({ii}\right) \\ $$$${x}^{\mathrm{4}} +\mathrm{3}{x}^{\mathrm{2}} {y}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{4}} \:=\:\mathrm{109}\:\: \\ $$$$\left({x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} {y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}{x}^{\mathrm{2}} {y}^{\mathrm{2}} \:=\:\mathrm{109} \\ $$$$\left({x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} \right)^{\mathrm{2}} +{x}^{\mathrm{2}} {y}^{\mathrm{2}} \:=\:\mathrm{109} \\ $$$$\left({x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +{xy}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{xy}\left({x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} \right)\:=\:\mathrm{109} \\ $$$$\left(\mathrm{13}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{xy}\left({x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} \right)\:=\:\mathrm{109} \\ $$$$\mathrm{169}−\mathrm{2}{xy}\left({x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} \right)\:=\:\mathrm{109} \\ $$$${xy}\left({x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} \right)\:=\:\mathrm{30}\:\:……\left({iii}\right) \\ $$$${put}\:\:{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} \:=\:\alpha\:\:\:\:\:\:{xy}\:=\:\beta \\ $$$$\alpha+\beta\:=\:\mathrm{13}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\alpha\beta\:=\:\mathrm{30} \\ $$$$\mathrm{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{13t}+\mathrm{30}\:=\:\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{t}\:=\:\mathrm{10},\:\mathrm{3} \\ $$$$\alpha\:=\:\mathrm{10}\:\mathrm{or}\:\mathrm{3}\:\:\:\:\:\:\:\beta\:=\:\mathrm{3}\:\mathrm{or}\:\mathrm{10} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} \:=\:\mathrm{10}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} \:=\:\mathrm{3} \\ $$$${xy}\:=\:\mathrm{3}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{xy}\:=\:\mathrm{10} \\ $$$$\left({x},\:{y}\right)=\:\left(\mathrm{3},\:\mathrm{1}\right)\:\&\:\left(−\mathrm{3},\:−\mathrm{1}\right)\:\mathrm{or}\:\left(\mathrm{1},\:\mathrm{3}\right),\:\left(−\mathrm{1},\:−\mathrm{3}\right) \\ $$
Answered by York12 last updated on 25/May/23
$${x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{xy}−\mathrm{2}{xy}=\mathrm{13}−{xy}\: \\ $$$$\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{xy}=\mathrm{13}−{xy} \\ $$$${x}^{\mathrm{4}} +\mathrm{3}{x}^{\mathrm{2}} {y}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{4}} =\left(\underset{\mathrm{13}−{xy}} {\underbrace{\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{xy}}}\right)^{\mathrm{2}} +{x}^{\mathrm{2}} {y}^{\mathrm{2}} =\mathrm{109} \\ $$$$\left(\mathrm{13}−{xy}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{109}−{x}^{\mathrm{2}} {y}^{\mathrm{2}} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} {y}^{\mathrm{2}} −\mathrm{26}{xy}+\mathrm{169}=\mathrm{109}−{x}^{\mathrm{2}} {y}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\underset{{A}\:{quadratic}\:{equation}\:{in}\:\left({xy}\right)} {\underbrace{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} {y}^{\mathrm{2}} −\mathrm{26}{xy}+\mathrm{60}}}=\mathrm{0}\:\rightarrow\left({xy}−\mathrm{3}\right)\left(\mathrm{2}{xy}−\mathrm{20}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\therefore\:{xy}=\mathrm{3}\:\:\vee,\:{xy}\:=\:\mathrm{10}\: \\ $$$${case}\:\left({I}\right)\:{for}\:{xy}\:=\:\mathrm{3}\:\rightarrow\:{y}\:=\:\frac{\mathrm{3}}{{x}} \\ $$$${substitute}\:\left({y}\right)\:{in}\:{the}\:{second}\:{equation} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{9}}{{x}^{\mathrm{2}} }\:=\:\mathrm{10}\:\rightarrow{x}^{\mathrm{4}} \:−\:\mathrm{10}{x}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{9}\:=\:\mathrm{0} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} =\:\mathrm{9}\:\rightarrow\:{x}\:=\:\:\underset{−} {+}\left(\:\mathrm{3}\:\right)\:\vee\:{x}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}\:\rightarrow\:{x}\:=\:\underset{−} {+}\:\left(\mathrm{1}\right) \\ $$$${then}\:{by}\:{substituting}\:{we}\:{get}\:{the}\:{required}\:{values} \\ $$$$\left\{\left(\mathrm{3},\mathrm{1}\right)\:,\:\left(−\mathrm{3},−\mathrm{1}\right)\:,\left(\mathrm{1},\mathrm{3}\right)\:,\:\left(−\mathrm{1},−\mathrm{3}\right)\right\} \\ $$
Answered by witcher3 last updated on 25/May/23
$$\mathrm{2}\Rightarrow\mathrm{x}^{\mathrm{4}} +\mathrm{y}^{\mathrm{4}} +\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \mathrm{y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} \mathrm{y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2xy}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{169} \\ $$$$\Leftrightarrow\mathrm{2xy}\left(\mathrm{13}−\mathrm{xy}\right)=\mathrm{169}−\mathrm{109}=\mathrm{60} \\ $$$$\mathrm{t}=\mathrm{xy}\Leftrightarrow\mathrm{2t}\left(\mathrm{13}−\mathrm{t}\right)−\mathrm{60}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{t}^{\mathrm{2}} −\mathrm{13t}+\mathrm{30}=\left(\mathrm{t}−\mathrm{10}\right)\left(\mathrm{t}−\mathrm{3}\right) \\ $$$$\mathrm{t}=\mathrm{3}\Rightarrow\mathrm{2}\Rightarrow\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{xy}\Rightarrow\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{16} \\ $$$$\mathrm{x}+\mathrm{y}=\underset{−} {+}\mathrm{4} \\ $$$$\mathrm{T}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4T}+\mathrm{3}=\mathrm{0}\Rightarrow\left(\mathrm{T}−\mathrm{3}\right)\left(\mathrm{T}−\mathrm{1}\right)\Rightarrow\mathrm{T}\in\left\{\mathrm{1},\mathrm{3}\right\} \\ $$$$\left(\mathrm{x},\mathrm{y}\right)\in\left\{\left(\mathrm{1},\mathrm{3}\right);\left(\mathrm{3},\mathrm{1}\right)\right\} \\ $$$$\mathrm{T}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4T}+\mathrm{3}\Rightarrow\left(\mathrm{x},\mathrm{y}\right)\in\left\{\left(−\mathrm{1},−\mathrm{3}\right),\left(−\mathrm{3},−\mathrm{1}\right)\right\} \\ $$$$\mathrm{x}+\mathrm{y}=\underset{−} {+}\sqrt{\mathrm{23}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{T}^{\mathrm{2}} −\sqrt{\mathrm{23}}\mathrm{T}+\mathrm{10}=\mathrm{0}\Rightarrow\mathrm{23}−\mathrm{40}=−\mathrm{17} \\ $$$$\left(\mathrm{x},\mathrm{y}\right)\in\left\{\underset{−} {+}\left(\frac{\sqrt{\mathrm{23}}+\mathrm{i}\sqrt{\mathrm{17}}}{\mathrm{2}},\frac{\sqrt{\mathrm{23}}−\mathrm{i}\sqrt{\mathrm{17}}}{\mathrm{2}}\right)\right\}\in\mathbb{C}−\mathbb{R} \\ $$$$\mathrm{withe}\:\mathrm{if}\:\left(\mathrm{x},\mathrm{y}\right)\:\mathrm{Solution}\:\left(\mathrm{y},\mathrm{x}\right)\:\mathrm{also} \\ $$
Commented by senestro last updated on 25/May/23
$${i}\:{don}'{t}\:{understand}\:{your}\:{genius} \\ $$