Ii
MATU • Algebra
MATU_SIS_ECU_032
Adaptación académica
Enunciado
Determine los valores reales de $x$ e $y$ que satisfacen el siguiente sistema de ecuaciones simultáneas:
$$ \begin{cases} x^2 - xy + y^2 = 13 \\ x^3 + y^3 = 91 \end{cases} $$
$$ \begin{cases} x^2 - xy + y^2 = 13 \\ x^3 + y^3 = 91 \end{cases} $$
Solución Paso a Paso
1. Análisis y propiedades:
Recordamos la identidad de la suma de cubos, que establece que:
$$x^3 + y^3 = (x + y)(x^2 - xy + y^2)$$
2. Sustitución de las ecuaciones:
Contamos con los valores numéricos para $x^3 + y^3$ y para el trinomio $x^2 - xy + y^2$. Sustituimos estos en la identidad:
$$91 = (x + y)(13)$$
Despejamos la suma $(x + y)$:
$$x + y = \frac{91}{13} = 7$$
3. Determinación de los valores individuales:
Ahora tenemos un nuevo sistema más sencillo:
Sustituimos $y$ en la segunda ecuación:
$$x^2 - x(7 - x) + (7 - x)^2 = 13$$
$$x^2 - 7x + x^2 + 49 - 14x + x^2 = 13$$
$$3x^2 - 21x + 36 = 0$$
Dividimos toda la ecuación entre 3:
$$x^2 - 7x + 12 = 0$$
Factorizamos el trinomio:
$$(x - 4)(x - 3) = 0$$
4. Resultados:
Resultado final: Las soluciones reales son $(4, 3)$ y $(3, 4)$.
Recordamos la identidad de la suma de cubos, que establece que:
$$x^3 + y^3 = (x + y)(x^2 - xy + y^2)$$
2. Sustitución de las ecuaciones:
Contamos con los valores numéricos para $x^3 + y^3$ y para el trinomio $x^2 - xy + y^2$. Sustituimos estos en la identidad:
$$91 = (x + y)(13)$$
Despejamos la suma $(x + y)$:
$$x + y = \frac{91}{13} = 7$$
3. Determinación de los valores individuales:
Ahora tenemos un nuevo sistema más sencillo:
- $x + y = 7 \implies y = 7 - x$
- $x^2 - xy + y^2 = 13$
Sustituimos $y$ en la segunda ecuación:
$$x^2 - x(7 - x) + (7 - x)^2 = 13$$
$$x^2 - 7x + x^2 + 49 - 14x + x^2 = 13$$
$$3x^2 - 21x + 36 = 0$$
Dividimos toda la ecuación entre 3:
$$x^2 - 7x + 12 = 0$$
Factorizamos el trinomio:
$$(x - 4)(x - 3) = 0$$
4. Resultados:
- Si $x = 4$, entonces $y = 7 - 4 = 3$.
- Si $x = 3$, entonces $y = 7 - 3 = 4$.
Resultado final: Las soluciones reales son $(4, 3)$ y $(3, 4)$.