Сколько решений в целых числах имеет уравнение x^2+y^2=6х+3у+15

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для определения количества решений уравнения в целых числах приведем его к каноническому виду уравнения окружности, выделив полные квадраты. ️ Шаг 1: Преобразование уравнения Перенесем все слагаемые с переменными в левую часть и сгруппируем их: x26x+y23y=15x squared minus 6 x plus y squared minus 3 y equals 15 Дополним выражения до полных квадратов. Для x26xx squared minus 6 x необходимо добавить (62)2=9open paren six-halves close paren squared equals 9 . Для y23yy squared minus 3 y необходимо добавить (32)2=2.25open paren three-halves close paren squared equals 2.25 . Чтобы уравнение оставалось верным, добавим эти же значения к правой части: (x26x+9)+(y23y+2.25)=15+9+2.25open paren x squared minus 6 x plus 9 close paren plus open paren y squared minus 3 y plus 2.25 close paren equals 15 plus 9 plus 2.25 (x3)2+(y1.5)2=26.25open paren x minus 3 close paren squared plus open paren y minus 1.5 close paren squared equals 26.25 ️ Шаг 2: Избавление от дробных частей Чтобы упростить поиск целых решений, умножим обе части уравнения на 44: 4(x3)2+4(y1.5)2=1054 open paren x minus 3 close paren squared plus 4 open paren y minus 1.5 close paren squared equals 105 (2(x3))2+(2y3)2=105open paren 2 open paren x minus 3 close paren close paren squared plus open paren 2 y minus 3 close paren squared equals 105 Пусть u=2x6u equals 2 x minus 6 и v=2y3v equals 2 y minus 3. Тогда уравнение принимает вид: u2+v2=105u squared plus v squared equals 105 Поскольку xx и yy — целые числа, то uu должно быть четным числом, а vv — нечетным (так как 2y2 y четное, а 2y32 y minus 3 нечетное). ️ Шаг 3: Анализ возможных значений переменных Рассмотрим квадраты целых чисел, не превышающие 105105: 0,1,4,9,16,25,36,49,64,81,1000 comma 1 comma 4 comma 9 comma 16 comma 25 comma 36 comma 49 comma 64 comma 81 comma 100. Так как uu четное, u2u squared может принимать значения: 0,4,16,36,64,1000 comma 4 comma 16 comma 36 comma 64 comma 100. Проверим соответствующие значения для v2=105u2v squared equals 105 minus u squared:

  1. u2=0v2=105u squared equals 0 implies v squared equals 105 (не является квадратом) u2=4v2=101u squared equals 4 implies v squared equals 101 (не является квадратом) u2=16v2=89u squared equals 16 implies v squared equals 89 (не является квадратом) u2=36v2=69u squared equals 36 implies v squared equals 69 (не является квадратом) u2=64v2=41u squared equals 64 implies v squared equals 41 (не является квадратом) u2=100v2=5u squared equals 100 implies v squared equals 5 (не является квадратом)

Так как ни в одном случае v2v squared не оказался квадратом целого числа, уравнение не имеет решений в целых числах. Ответ: Данное уравнение имеет 0 решений в целых числах. Нужно ли вам проверить другие подобные уравнения на наличие целочисленных решений?

Форма ответа

Ваш аватар