Упр.25.20 ГДЗ Мордковича 10 класс профильный уровень (Алгебра)
Решите систему уравнений:
а) $$\begin{cases}\operatorname{tg}(x+y)=-3,\\2\operatorname{tg}x-\operatorname{tg}y=0;\end{cases}$$
б) $$\begin{cases}\operatorname{tg}(x-y)=-\frac{1}{2},\\2\operatorname{tg}x+\operatorname{tg}y=5.\end{cases}$$
Положим $$a=\tg x,\quad b=\tg y.$$ Тогда используем формулы:
$$\tg(x+y)=\frac{\tg x+\tg y}{1-\tg x\cdot \tg y},\qquad \tg(x-y)=\frac{\tg x-\tg y}{1+\tg x\cdot \tg y}.$$
а)
Имеем систему
$$\begin{cases} \dfrac{a+b}{1-ab}=-3,\\ 2a-b=0. \end{cases}$$
Из второго уравнения $$b=2a.$$ Подставим в первое:
$$\frac{a+2a}{1-a\cdot 2a}=-3 \Rightarrow \frac{3a}{1-2a^2}=-3.$$
Делим на $$-3$$:
$$\frac{a}{1-2a^2}=-1 \Rightarrow a=2a^2-1 \Rightarrow 2a^2-a-1=0.$$
Решаем квадратное уравнение:
$$D=(-1)^2-4\cdot 2\cdot(-1)=9,$$
$$a_{1,2}=\frac{1\pm 3}{4}.$$
Отсюда
$$a_1=-\frac12,\quad a_2=1.$$
Тогда
$$b_1=2a_1=-1,\quad b_2=2a_2=2.$$
Получаем две пары:
$$\tg x=-\frac12,\quad \tg y=-1; \qquad \tg x=1,\quad \tg y=2.$$
Значит,
$$\begin{cases} x=-\arctg \frac12+\pi n,\\ y=-\dfrac{\pi}{4}+\pi k, \end{cases} \qquad \begin{cases} x=\dfrac{\pi}{4}+\pi n,\\ y=\arctg 2+\pi k, \end{cases} \quad n,k\in \mathbb Z.$$
б)
Имеем систему
$$\begin{cases} \dfrac{a-b}{1+ab}=-\dfrac12,\\ 2a+b=5. \end{cases}$$
Из второго уравнения $$b=5-2a.$$ Подставим в первое:
$$\frac{a-(5-2a)}{1+a(5-2a)}=-\frac12 \Rightarrow \frac{3a-5}{1+5a-2a^2}=-\frac12.$$
Перемножим крест-накрест:
$$2(3a-5)=-(1+5a-2a^2).$$
Тогда
$$6a-10=-1-5a+2a^2 \Rightarrow 2a^2-11a+9=0.$$
Находим корни:
$$D=11^2-4\cdot 2\cdot 9=49,$$
$$a_{1,2}=\frac{11\pm 7}{4}.$$
Следовательно,
$$a_1=1,\quad a_2=\frac92.$$
Тогда
$$b_1=5-2\cdot 1=3,\quad b_2=5-2\cdot \frac92=-4.$$
Получаем:
$$\tg x=1,\quad \tg y=3; \qquad \tg x=\frac92,\quad \tg y=-4.$$
Значит,
$$\begin{cases} x=\dfrac{\pi}{4}+\pi n,\\ y=\arctg 3+\pi k, \end{cases} \qquad \begin{cases} x=\arctg \dfrac92+\pi n,\\ y=-\arctg 4+\pi k, \end{cases} \quad n,k\in \mathbb Z.$$
Ответ
а) $$\left(\,-\arctg \dfrac12+\pi n;\,-\dfrac{\pi}{4}+\pi k\,\right),\ \left(\,\dfrac{\pi}{4}+\pi n;\,\arctg 2+\pi k\,\right),\ n,k\in\mathbb Z.$$
б) $$\left(\,\dfrac{\pi}{4}+\pi n;\,\arctg 3+\pi k\,\right),\ \left(\,\arctg \dfrac92+\pi n;\,-\arctg 4+\pi k\,\right),\ n,k\in\mathbb Z.$$









