Решить уравнение в целых числах 3*x^2+4*xy-7*y^2=13

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения уравнения 3x2+4xy7y2=133 x squared plus 4 x y minus 7 y squared equals 13 в целых числах воспользуемся методом разложения левой части на множители. 1. Разложение на множители Рассмотрим левую часть уравнения как квадратный трехчлен относительно xx: 3x2+4xy7y23 x squared plus 4 x y minus 7 y squaredЧтобы разложить его, найдем корни уравнения 3x2+4xy7y2=03 x squared plus 4 x y minus 7 y squared equals 0 относительно xx через дискриминант: D=(4y)243(-7y2)=16y2+84y2=100y2=(10y)2cap D equals open paren 4 y close paren squared minus 4 center dot 3 center dot open paren negative 7 y squared close paren equals 16 y squared plus 84 y squared equals 100 y squared equals open paren 10 y close paren squaredНаходим корни xx: x1,2=-4y±10y23x sub 1 comma 2 end-sub equals the fraction with numerator negative 4 y plus or minus 10 y and denominator 2 center dot 3 end-fraction x1=6y6=y,x2=-14y6=73yx sub 1 equals 6 y over 6 end-fraction equals y comma space x sub 2 equals negative 14 y over 6 end-fraction equals negative seven-thirds y Используя формулу a(xx1)(xx2)a open paren x minus x sub 1 close paren open paren x minus x sub 2 close paren, получаем: 3(xy)(x+73y)=(xy)(3x+7y)3 open paren x minus y close paren open paren x plus seven-thirds y close paren equals open paren x minus y close paren open paren 3 x plus 7 y close paren 2. Анализ системы уравнений Исходное уравнение принимает вид: (xy)(3x+7y)=13open paren x minus y close paren open paren 3 x plus 7 y close paren equals 13Так как xx и yy — целые числа, то множители (xy)open paren x minus y close paren и (3x+7y)open paren 3 x plus 7 y close paren также должны быть целыми числами. Число 13 является простым, поэтому оно может быть разложено на два целых множителя только следующими способами:

  1. 113=131 center dot 13 equals 13 131=1313 center dot 1 equals 13 (-1)(-13)=13open paren negative 1 close paren center dot open paren negative 13 close paren equals 13 (-13)(-1)=13open paren negative 13 close paren center dot open paren negative 1 close paren equals 13

Рассмотрим каждый случай отдельно. 3. Решение систем Случай 1: {xy=13x+7y=132 cases; Case 1: x minus y equals 1; Case 2: 3 x plus 7 y equals 13 end-cases; Из первого уравнения x=y+1x equals y plus 1. Подставляем во второе: 3(y+1)+7y=133y+3+7y=1310y=10y=13 open paren y plus 1 close paren plus 7 y equals 13 ⟹ 3 y plus 3 plus 7 y equals 13 ⟹ 10 y equals 10 ⟹ bold y equals 1 Тогда x=1+1=2x equals 1 plus 1 equals 2. Случай 2: {xy=133x+7y=12 cases; Case 1: x minus y equals 13; Case 2: 3 x plus 7 y equals 1 end-cases; x=y+133(y+13)+7y=13y+39+7y=110y=-38x equals y plus 13 ⟹ 3 open paren y plus 13 close paren plus 7 y equals 1 ⟹ 3 y plus 39 plus 7 y equals 1 ⟹ 10 y equals negative 38 y=-3.8y equals negative 3.8 (не является целым числом, решений нет). Случай 3: {xy=-13x+7y=-132 cases; Case 1: x minus y equals negative 1; Case 2: 3 x plus 7 y equals negative 13 end-cases; x=y13(y1)+7y=-133y3+7y=-1310y=-10y=-1x equals y minus 1 ⟹ 3 open paren y minus 1 close paren plus 7 y equals negative 13 ⟹ 3 y minus 3 plus 7 y equals negative 13 ⟹ 10 y equals negative 10 ⟹ bold y equals negative 1 Тогда x=-11=-2x equals negative 1 minus 1 equals negative 2. Случай 4: {xy=-133x+7y=-12 cases; Case 1: x minus y equals negative 13; Case 2: 3 x plus 7 y equals negative 1 end-cases; x=y133(y13)+7y=-13y39+7y=-110y=38x equals y minus 13 ⟹ 3 open paren y minus 13 close paren plus 7 y equals negative 1 ⟹ 3 y minus 39 plus 7 y equals negative 1 ⟹ 10 y equals 38 y=3.8y equals 3.8 (не является целым числом, решений нет). Ответ Уравнение имеет два решения в целых числах:

  1. (2;1)open paren 2 ; 1 close paren (-2;-1)open paren negative 2 ; negative 1 close paren

Могу ли я помочь с решением других диофантовых уравнений или систем?

Форма ответа

Ваш аватар