Question Number 112287 by weltr last updated on 07/Sep/20
$$\begin{cases}{{x}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{3}{xy}\:+\:{y}^{\mathrm{2}} \:=\:−\mathrm{1}}\\{{x}^{\mathrm{3}} \:+\:{y}^{\mathrm{3}} \:=\:\mathrm{7}}\end{cases} \\ $$
Answered by ajfour last updated on 07/Sep/20
$${x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} −{xy}=−\mathrm{1}−\mathrm{4}{xy} \\ $$$${x}^{\mathrm{3}} +{y}^{\mathrm{3}} =−\left({x}+{y}\right)\left(\mathrm{1}+\mathrm{4}{xy}\right)=\mathrm{7} \\ $$$$\&\:\:\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} =−\mathrm{1}−{xy} \\ $$$${say}\:\:{x}+{y}={s} \\ $$$$\Rightarrow\:\:\:{s}\left(\mathrm{1}−\mathrm{4}−\mathrm{4}{s}^{\mathrm{2}} \right)+\mathrm{7}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\:\:\left(\mathrm{4}{s}^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}\right){s}−\mathrm{7}=\mathrm{0} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:{s}=\mathrm{1}\:\:\:,\:\:−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\pm\frac{{i}\sqrt{\mathrm{6}}}{\mathrm{2}} \\ $$$${for}\:{real}\:{x},\:{y}\:\:\:{we}\:{consider}\:{just}\:{s}=\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow\:\:\:{x}+{y}=\mathrm{1}\:,\:\:{xy}=−\mathrm{2} \\ $$$${x},\:{y}\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\pm\sqrt{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}+\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\left({x},{y}\right)\equiv\:\left(\mathrm{2},−\mathrm{1}\right)\:{or}\:\left(−\mathrm{1},\:\mathrm{2}\right) \\ $$
Answered by MJS_new last updated on 07/Sep/20
$$\mathrm{let}\:{x}={u}−\sqrt{{v}}\wedge{y}={u}+\sqrt{{v}} \\ $$$$\begin{cases}{\mathrm{5}{u}^{\mathrm{2}} −{v}=−\mathrm{1}\:\Rightarrow\:{v}=\mathrm{5}{u}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}\\{\mathrm{2}{u}^{\mathrm{3}} +\mathrm{6}{uv}=\mathrm{7}\:\Rightarrow\:{v}=−\frac{\mathrm{2}{u}^{\mathrm{3}} −\mathrm{7}}{\mathrm{6}{u}}}\end{cases} \\ $$$$\mathrm{5}{u}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}=−\frac{\mathrm{2}{u}^{\mathrm{3}} −\mathrm{7}}{\mathrm{6}{u}} \\ $$$${u}^{\mathrm{3}} +\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{16}}{u}−\frac{\mathrm{7}}{\mathrm{32}}=\mathrm{0} \\ $$$$\left({u}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)\left({u}^{\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{u}+\frac{\mathrm{7}}{\mathrm{16}}\right)=\mathrm{0} \\ $$$${u}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:\:{u}_{\mathrm{2},\:\mathrm{3}} =−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\pm\frac{\sqrt{\mathrm{6}}}{\mathrm{4}}\mathrm{i} \\ $$$${v}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{4}}\:\:{v}_{\mathrm{2},\:\mathrm{3}} =−\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{16}}\mp\frac{\mathrm{5}\sqrt{\mathrm{6}}}{\mathrm{8}}\mathrm{i} \\ $$$${x}_{\mathrm{1}} =−\mathrm{1}\:\:{y}_{\mathrm{1}} =\mathrm{2} \\ $$$${x}_{\mathrm{2},\:\mathrm{3}} =−\frac{\mathrm{2}+\sqrt{−\mathrm{18}+\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{681}}}}{\mathrm{8}}\pm\frac{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{6}}+\sqrt{\mathrm{18}+\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{681}}}}{\mathrm{8}}\mathrm{i} \\ $$$${y}_{\mathrm{2},\:\mathrm{3}} =−\frac{\mathrm{2}−\sqrt{−\mathrm{18}+\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{681}}}}{\mathrm{8}}\pm\frac{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{6}}−\sqrt{\mathrm{18}+\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{681}}}}{\mathrm{8}}\mathrm{i} \\ $$$$\mathrm{and}\:\mathrm{of}\:\mathrm{course}\:\mathrm{we}\:\mathrm{can}\:\mathrm{exchange}\:{x}\:\mathrm{with}\:{y}\:\mathrm{due} \\ $$$$\mathrm{to}\:\mathrm{symmetry} \\ $$
Answered by bemath last updated on 07/Sep/20
$$\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)^{\mathrm{3}} −\mathrm{3xy}\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)\:=\:\mathrm{7} \\ $$$$\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)\left(\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{3xy}\right)=\:\mathrm{7}…\left(\mathrm{i}\right) \\ $$$$\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{xy}\:=\:−\mathrm{1}…\left(\mathrm{ii}\right) \\ $$$$\mathrm{let}\:\rightarrow\begin{cases}{\mathrm{x}+\mathrm{y}\:=\:\mathrm{u}}\\{\mathrm{xy}\:=\:\mathrm{v}}\end{cases} \\ $$$$\begin{cases}{\mathrm{u}^{\mathrm{3}} −\mathrm{3uv}\:=\:\mathrm{7}}\\{\mathrm{u}^{\mathrm{2}} +\mathrm{v}\:=\:−\mathrm{1}\Rightarrow\mathrm{v}=−\mathrm{1}−\mathrm{u}^{\mathrm{2}} }\end{cases} \\ $$$$\mathrm{u}^{\mathrm{3}} −\mathrm{3u}\left(−\mathrm{1}−\mathrm{u}^{\mathrm{2}} \right)−\mathrm{7}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{u}^{\mathrm{3}} +\mathrm{3u}+\mathrm{3u}^{\mathrm{3}} −\mathrm{7}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{4u}^{\mathrm{3}} +\mathrm{3u}−\mathrm{7}\:=\:\mathrm{0} \\ $$$$\left(\mathrm{u}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{4u}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4u}+\mathrm{7}\:\right)\:=\:\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{u}\:=\:\mathrm{1}\:,\:\mathrm{u}\:=\:\frac{−\mathrm{4}\:\pm\:\sqrt{\mathrm{16}−\mathrm{112}}}{\mathrm{8}} \\ $$$$ \\ $$