Решить уравнение в целых числах: x^2-6xy+13y2=100

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения уравнения x26xy+13y2=100x squared minus 6 x y plus 13 y squared equals 100 в целых числах наиболее эффективным методом является выделение полного квадрата. Это позволит ограничить область поиска значений переменных. Шаг 1: Преобразование уравнения Выделим полный квадрат для членов, содержащих xx и yy: x26xy+9y2+4y2=100x squared minus 6 x y plus 9 y squared plus 4 y squared equals 100 Заметим, что первые три слагаемых представляют собой формулу квадрата разности (ab)2=a22ab+b2open paren a minus b close paren squared equals a squared minus 2 a b plus b squared: (x3y)2+4y2=100open paren x minus 3 y close paren squared plus 4 y squared equals 100 Разделим всё уравнение на 4 для упрощения (необязательно, но это наглядно показывает ограничения для yy): (x3y)24+y2=25the fraction with numerator open paren x minus 3 y close paren squared and denominator 4 end-fraction plus y squared equals 25 Шаг 2: Определение возможных значений yy Так как (x3y)20open paren x minus 3 y close paren squared is greater than or equal to 0, то из уравнения (x3y)2+4y2=100open paren x minus 3 y close paren squared plus 4 y squared equals 100 следует, что: 4y21004 y squared is less than or equal to 100 y225y squared is less than or equal to 25 Следовательно, yy может принимать целые значения в интервале [-5,5]open bracket negative 5 comma 5 close bracket. Шаг 3: Перебор и поиск решений Проверим каждое целое значение yy и вычислим соответствующие значения xx:

yy 4y24 y squared (x3y)2=1004y2open paren x minus 3 y close paren squared equals 100 minus 4 y squared x3yx minus 3 y xx
00100 ±10plus or minus 10 10,-1010 comma negative 10
±1plus or minus 1496нет целых корней
±2plus or minus 21684нет целых корней
±3plus or minus 33664 ±8plus or minus 8если y=317,1y equals 3 colon 17 comma 1; если y=-3-1,-17y equals negative 3 colon negative 1 comma negative 17
±4plus or minus 46436 ±6plus or minus 6если y=418,6y equals 4 colon 18 comma 6; если y=-4-6,-18y equals negative 4 colon negative 6 comma negative 18
±5plus or minus 510000если y=515y equals 5 colon 15; если y=-5-15y equals negative 5 colon negative 15

Итоговый список решений (x;y)open paren x ; y close paren: Выпишем все пары целых чисел, удовлетворяющие уравнению:

  1. (10;0)open paren 10 ; 0 close paren (-10;0)open paren negative 10 ; 0 close paren (17;3)open paren 17 ; 3 close paren (1;3)open paren 1 ; 3 close paren (-1;-3)open paren negative 1 ; negative 3 close paren (-17;-3)open paren negative 17 ; negative 3 close paren (18;4)open paren 18 ; 4 close paren (6;4)open paren 6 ; 4 close paren (-6;-4)open paren negative 6 ; negative 4 close paren (-18;-4)open paren negative 18 ; negative 4 close paren (15;5)open paren 15 ; 5 close paren (-15;-5)open paren negative 15 ; negative 5 close paren

Всего уравнение имеет 12 решений в целых числах. Хотите, чтобы я проверил аналогичным методом другое диофантово уравнение?

Форма ответа

Ваш аватар