Math Problem Statement

Найдите все значения параметра а, при которых система уравнений

x+5у=-5

x^2+16xy+64y^2-12ax-96ау + 45а2+ 66а+ 121 =0

имеет единственное решение.

Solution

Рассмотрим систему уравнений:

  1. x+5y=5x + 5y = -5
  2. x2+16xy+64y212ax96ay+45a2+66a+121=0x^2 + 16xy + 64y^2 - 12ax - 96ay + 45a^2 + 66a + 121 = 0

Задача — найти все значения параметра aa, при которых система имеет единственное решение.

Шаг 1: Извлечение выражения для xx из первого уравнения

Из первого уравнения x+5y=5x + 5y = -5 выразим xx:

x=55yx = -5 - 5y

Шаг 2: Подставим выражение для xx во второе уравнение

Подставим x=55yx = -5 - 5y во второе уравнение:

(55y)2+16(55y)y+64y212a(55y)96ay+45a2+66a+121=0(-5 - 5y)^2 + 16(-5 - 5y)y + 64y^2 - 12a(-5 - 5y) - 96ay + 45a^2 + 66a + 121 = 0

Теперь раскроем и упростим все выражения:

  1. (55y)2=25+50y+25y2(-5 - 5y)^2 = 25 + 50y + 25y^2
  2. 16(55y)y=80y80y216(-5 - 5y)y = -80y - 80y^2
  3. 12a(55y)=60a+60ay-12a(-5 - 5y) = 60a + 60ay
  4. 96ay=96ay-96ay = -96ay

Получим:

25+50y+25y280y80y2+64y2+60a+60ay96ay+45a2+66a+121=025 + 50y + 25y^2 - 80y - 80y^2 + 64y^2 + 60a + 60ay - 96ay + 45a^2 + 66a + 121 = 0

Соберем подобные члены:

(25+60a+45a2+66a+121)+(50y80y+60ay96ay)+(25y280y2+64y2)=0(25 + 60a + 45a^2 + 66a + 121) + (50y - 80y + 60ay - 96ay) + (25y^2 - 80y^2 + 64y^2) = 0

Это уравнение имеет вид:

(25+60a+45a2+66a+121)+(50y80y+(60a96a)y)+(25y280y2+64y2)=0(25 + 60a + 45a^2 + 66a + 121) + (50y - 80y + (60a - 96a)y) + (25y^2 - 80y^2 + 64y^2) = 0

Упростим каждую часть:

  1. Константы: 25+60a+45a2+66a+12125 + 60a + 45a^2 + 66a + 121
  2. Коэффициент при yy: 5080+(60a96a)=3036a50 - 80 + (60a - 96a) = -30 - 36a
  3. Коэффициент при y2y^2: 2580+64=925 - 80 + 64 = 9

Теперь получаем систему уравнений для констант, yy, и y2y^2:

  1. 45a2+126a+146=045a^2 + 126a + 146 = 0 — уравнение для констант
  2. 36a30=0-36a - 30 = 0 — уравнение для коэффициента при yy
  3. 9y2=09y^2 = 0 — уравнение для коэффициента при y2y^2

Шаг 3: Решим систему

  1. Из уравнения для y2y^2: 9y2=09y^2 = 0, что дает y=0y = 0.
  2. Из уравнения для коэффициента при yy: 36a30=0-36a - 30 = 0, решим относительно aa:

a=3036=56a = -\frac{30}{36} = -\frac{5}{6}

  1. Подставим найденное значение a=56a = -\frac{5}{6} в уравнение для констант:

45(56)2+126(56)+146=045\left(-\frac{5}{6}\right)^2 + 126\left(-\frac{5}{6}\right) + 146 = 0

Посчитаем:

45×2536126×56+146=045 \times \frac{25}{36} - 126 \times \frac{5}{6} + 146 = 0

45×2536126×56+146=0\frac{45 \times 25}{36} - \frac{126 \times 5}{6} + 146 = 0

112536105+146=0\frac{1125}{36} - 105 + 146 = 0

31.25105+146=031.25 - 105 + 146 = 0

72.25072.25 \neq 0

Значит, ошибка в вычислениях.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

System of equations
Algebra
Quadratic Equations
Parameter analysis

Formulas

x + 5y = -5
x^2 + 16xy + 64y^2 - 12ax - 96ay + 45a^2 + 66a + 121 = 0

Theorems

Solving systems of equations
Substitution method

Suitable Grade Level

Grades 10-12