Question Number 201722 by Calculusboy last updated on 11/Dec/23
Commented by Frix last updated on 11/Dec/23
$$\mathrm{There}\:\mathrm{also}\:\mathrm{should}\:\mathrm{be}\:\mathrm{complex}\:\mathrm{solutions} \\ $$
Answered by Sutrisno last updated on 11/Dec/23
$${x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +{xy}=\mathrm{3} \\ $$$$\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} −{xy}=\mathrm{3} \\ $$$${xy}=\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}\:…\left(\mathrm{1}\right) \\ $$$$\left(\left({x}+{y}\right)+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{4}+\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}+\mathrm{2}\left({x}+{y}\right)\right)=\mathrm{27} \\ $$$$\left(\left({x}+{y}\right)+\mathrm{1}\right)\left(\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\left({x}+{y}\right)+\mathrm{1}\right)=\mathrm{27} \\ $$$$\left(\left({x}+{y}\right)+\mathrm{1}\right)\left(\left({x}+{y}\right)+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{27} \\ $$$$\left(\left({x}+{y}\right)+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{3}} =\mathrm{27} \\ $$$${x}+{y}=\mathrm{2}\:…\left(\mathrm{2}\right) \\ $$$${xy}=\mathrm{2}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}\rightarrow\:{xy}=\mathrm{1} \\ $$$${x}\left(\mathrm{2}−{x}\right)=\mathrm{1} \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$${x}=\mathrm{1},\:{y}=\mathrm{1} \\ $$$$ \\ $$
Commented by Calculusboy last updated on 11/Dec/23
$$\boldsymbol{{thanks}}\:\boldsymbol{{sir}} \\ $$
Answered by esmaeil last updated on 12/Dec/23
$${x}+{y}={s}\rightarrow{S}^{\mathrm{2}} −{p}=\mathrm{3} \\ $$$${xy}={p}\rightarrow\left({s}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{4}+{p}+\mathrm{2}{s}\right)=\mathrm{27}\rightarrow \\ $$$$\left({s}+\mathrm{1}\right)\left(\left({s}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}+\mathrm{2}{s}\right)=\mathrm{27}\rightarrow\right. \\ $$$$\left({s}+\mathrm{1}\right)=\mathrm{3}\rightarrow{s}=\mathrm{2}\rightarrow{p}=\mathrm{1} \\ $$$${a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{a}+\mathrm{1}=\mathrm{0}\rightarrow{x}={y}=\mathrm{1} \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 12/Dec/23
$$\mathcal{S}{lightly}\:{different}\:{way} \\ $$$$\begin{cases}{{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +{xy}=\mathrm{3}…….\left({i}\right)}\\{\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{4}+{xy}+\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}{y}\right)=\mathrm{27}…\left({ii}\right)}\end{cases}\:\: \\ $$$$\left({ii}\right)\Rightarrow\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{1}+\mathrm{3}+{xy}+\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}{y}\right)=\mathrm{27} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{1}+{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +{xy}+{xy}+\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}{y}\right)=\mathrm{27} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{1}+{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{xy}+\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}{y}\right)=\mathrm{27} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)\left(\:\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\left({x}+{y}\right)+\mathrm{1}\:\right)=\mathrm{27} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)\:\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{27} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{3}} =\mathrm{27} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{x}+{y}+\mathrm{1}=\mathrm{3} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{x}+{y}=\mathrm{2}…..\left({iii}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{xy}=\mathrm{4} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +{xy}+{xy}=\mathrm{4} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{3}+{xy}=\mathrm{4} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{xy}=\mathrm{1}…….\left({i}\right) \\ $$$$\left({iii}\right)\:\&\:\left({iv}\right):\:\:\:\:{x}=\mathrm{1},{y}=\mathrm{1} \\ $$
Commented by Calculusboy last updated on 15/Dec/23
$$\boldsymbol{{thanks}}\:\boldsymbol{{sir}} \\ $$
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 12/Dec/23
$$\boldsymbol{\mathrm{A}}\:\boldsymbol{\mathrm{way}}\:\boldsymbol{\mathrm{leading}}\:\begin{array}{|c|}{\mathbb{ALL}}\\\hline\end{array}\:\boldsymbol{\mathrm{the}}\:\boldsymbol{\mathrm{solutions}}: \\ $$$$\begin{cases}{{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +{xy}=\mathrm{3}….\left({i}\right)}\\{\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{4}+{xy}+\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}{y}\right)=\mathrm{27}…\left({ii}\right)}\end{cases}\: \\ $$$$\left({ii}\right)\Rightarrow\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{1}+\mathrm{3}+{xy}+\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}{y}\right)=\left(\mathrm{3}\right)^{\mathrm{3}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{1}+{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} +{xy}+{xy}+\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}{y}\right)=\left(\mathrm{3}\right)^{\mathrm{3}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)\left(\:\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\left({x}+{y}\right)+\mathrm{1}\:\right)=\left(\mathrm{3}\right)^{\mathrm{3}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} =\left(\mathrm{3}\right)^{\mathrm{3}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{3}} =\left(\mathrm{3}\right)^{\mathrm{3}\:} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{3}} −\left(\mathrm{3}\right)^{\mathrm{3}\:} =\mathrm{0} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\left\{\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)−\mathrm{3}\right\}\left\{\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)+\mathrm{9}\right\}=\mathrm{0}^{\bigstar\bigstar} \\ $$$$\:\:\:\:\:\underset{\rightarrow{real}\:{roots}} {{x}+{y}+\mathrm{1}−\mathrm{3}=\mathrm{0}}\:\mid\:\left(\underset{\rightarrow{complex}\:{roots}} {{x}+{y}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)+\mathrm{9}=\mathrm{0}^{\bigstar} } \\ $$$$\:\:\:\:\:{x}+{y}=\mathrm{2}\Rightarrow{y}=\mathrm{2}−{x} \\ $$$$\left({i}\right)\Rightarrow{x}^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{2}−{x}\right)^{\mathrm{2}} +{x}\left(\mathrm{2}−{x}\right)=\mathrm{3} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{x}+\mathrm{1}=\mathrm{0} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\left({x}−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{0} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:{x}=\mathrm{1}^{\checkmark} \Rightarrow{y}=\mathrm{2}−{x}=\mathrm{2}−\mathrm{1}=\mathrm{1}^{\checkmark} \\ $$$$\: \\ $$$$\:^{\bigstar} {x}+{y}+\mathrm{1}=\frac{−\mathrm{3}\pm\sqrt{\mathrm{9}−\mathrm{4}\left(\mathrm{9}\right)\left(\mathrm{1}\right)}}{\mathrm{2}}=\frac{−\mathrm{3}\pm\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\:\:\:{x}+{y}=\frac{−\mathrm{3}\pm\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}−\mathrm{1}=\frac{−\mathrm{5}\pm\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:{y}=\frac{−\mathrm{5}\pm\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}−{x} \\ $$$$\left({i}\right)\Rightarrow\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} −{xy}=\mathrm{3}\Rightarrow\left(\frac{−\mathrm{5}\pm\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} −{x}\left(\frac{−\mathrm{5}\pm\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}−{x}\right)=\mathrm{3} \\ $$$${let}\:\frac{−\mathrm{5}\pm\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}={a} \\ $$$${a}^{\mathrm{2}} −{x}\left({a}−{x}\right)−\mathrm{3}=\mathrm{0} \\ $$$$\:{x}^{\mathrm{2}} −{ax}+{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}=\mathrm{0} \\ $$$${x}=\frac{{a}\pm\sqrt{{a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4}\left({a}^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}\right)}}{\mathrm{2}}=\frac{{a}\pm\sqrt{\mathrm{12}−\mathrm{3}{a}^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{2}}\: \\ $$$${y}={a}−{x}={a}−\frac{{a}\pm\sqrt{\mathrm{12}−\mathrm{3}{a}^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{2}}=\frac{{a}\mp\sqrt{\mathrm{12}−\mathrm{3}{a}^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{2}}\:\: \\ $$$${where}\:{a}=\:\frac{−\mathrm{5}\pm\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}} \\ $$$$ \\ $$
Commented by Rasheed.Sindhi last updated on 12/Dec/23
$$\:^{\bigstar\bigstar} \:\:\:{x}+{y}+\mathrm{1}−\mathrm{3}=\mathrm{0}\:\mid\:\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{3}\left({x}+{y}+\mathrm{1}\right)+\mathrm{9}=\mathrm{0} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:{x}+{y}+\mathrm{1}=\:\mathrm{3}\:,\:\mathrm{3}\omega\:,\:\mathrm{3}\omega^{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:{x}+{y}=\mathrm{2}\:,\:\mathrm{3}\omega−\mathrm{1}\:,\:\mathrm{3}\omega^{\mathrm{2}} −\mathrm{1} \\ $$$$\left({i}\right)\Rightarrow\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} −{xy}=\mathrm{3}\Rightarrow{xy}=\left({x}+{y}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{3} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:{xy}=\mathrm{4}−\mathrm{3}\:,\:\left(\mathrm{3}\omega−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{3}\:,\:\left(\mathrm{3}\omega^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{3} \\ $$$$\:\:\:\:\:…… \\ $$$$\:\:\:\:\:…. \\ $$
Commented by Calculusboy last updated on 15/Dec/23
$$\boldsymbol{{nice}}\:\boldsymbol{{solution}}\:\boldsymbol{{sir}} \\ $$
Answered by ajfour last updated on 12/Dec/23
$${x}+{y}={s}\:\:\:,\:\:{xy}={m} \\ $$$${s}^{\mathrm{2}} =\mathrm{3}+{m} \\ $$$$\left({s}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}{s}+{m}+\mathrm{4}\right)=\mathrm{27} \\ $$$$\left({s}+\mathrm{1}\right)\left({s}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{s}+\mathrm{1}\right)=\mathrm{27} \\ $$$${s}=−\mathrm{1}+\mathrm{3}\:,\:−\mathrm{1}+\mathrm{3}\omega,\:−\mathrm{1}+\mathrm{3}\omega^{\mathrm{2}} \\ $$$${x},\:{y}=\frac{{s}\pm\sqrt{\mathrm{3}\left(\mathrm{4}−{s}^{\mathrm{2}} \right)}}{\mathrm{2}} \\ $$$${say}\:{if}\:{s}=\mathrm{2} \\ $$$${x},\:{y}=\frac{{s}}{\mathrm{2}}\:=\:\mathrm{1} \\ $$
Commented by Calculusboy last updated on 15/Dec/23
$$\boldsymbol{{thanks}}\:\boldsymbol{{sir}} \\ $$