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domingo, 21 de julio de 2024

Un sistema de ecuaciones no lineales fácil de resolver

Se pide que encontremos los valores que pueden tomar x e y, tales que x\neq y que sean solución del siguiente sistema de ecuaciones \left\{\begin{matrix}x^2-y=73 & (1)\\y^2-x=73 & (2)\end{matrix}\right.

De las dos ecuaciones se sigue que x^2-y=y^2-x, entonces:
  x^2-y-y^2+x=0
    (x^2-y^2)+(x-y)=0
      (x-y)(x+y)+(x-y)=0, por la identidad a^2-a^2=(a-b)(a+b)
        (x-y)\left((x+y)+1\right)=0 \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix} x-y \Rightarrow x=y & \text{(solución que no nos interesa)} \\ x+y+1=0 \Rightarrow x=-(y+1) & (3) \end{matrix} \right.

Sustituyendo (3) en (1):
  (-(y+1))^2-y=73
    (y+1)^2-y=73
      y^2+2\,y+1-y=73
        y^2+y-72=0 \Rightarrow y=\dfrac{-1\pm\sqrt{1^2-4\cdot 1\cdot (-72)}}{2\cdot 1}=\dfrac{-1\pm \sqrt{289}}{2}=\dfrac{-1\pm 17}{2}=\left\{\begin{matrix} 8 \Rightarrow x=-(8+1)=-9\\ -9 \Rightarrow x=-(-9+1)=8 \end{matrix}\right.

La solución viene dada pues por (x,y)=\{(8,-9), (-9,8)\} \diamond

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