Ii
MATU • Algebra
MATU_SIS_ECU_033
Material Original
Enunciado
Resuelva el siguiente sistema para los números reales $x$ e $y$:
$$ \begin{cases} x^3 + y^3 = 65 \\ xy(x + y) = 20 \end{cases} $$
$$ \begin{cases} x^3 + y^3 = 65 \\ xy(x + y) = 20 \end{cases} $$
Solución Paso a Paso
1. Uso de identidades notables:
Utilizaremos la expansión del binomio al cubo:
$$(x + y)^3 = x^3 + y^3 + 3xy(x + y)$$
2. Sustitución de valores conocidos:
Sustituimos los valores dados en el sistema en la identidad anterior:
$$(x + y)^3 = 65 + 3(20)$$
$$(x + y)^3 = 65 + 60$$
$$(x + y)^3 = 125$$
Calculamos la raíz cúbica:
$$x + y = \sqrt[3]{125} = 5$$
3. Hallar el producto $xy$:
Utilizamos la segunda ecuación original $xy(x + y) = 20$:
$$xy(5) = 20 \implies xy = 4$$
4. Construcción de la ecuación cuadrática:
Si conocemos la suma $S = 5$ y el producto $P = 4$ de dos números, estos son raíces de la ecuación:
$$t^2 - St + P = 0$$
$$t^2 - 5t + 4 = 0$$
Factorizamos:
$$(t - 4)(t - 1) = 0$$
Las raíces son $t_1 = 4$ y $t_2 = 1$.
Resultado final: Los pares ordenados que satisfacen el sistema son $(4, 1)$ y $(1, 4)$.
Utilizaremos la expansión del binomio al cubo:
$$(x + y)^3 = x^3 + y^3 + 3xy(x + y)$$
2. Sustitución de valores conocidos:
Sustituimos los valores dados en el sistema en la identidad anterior:
$$(x + y)^3 = 65 + 3(20)$$
$$(x + y)^3 = 65 + 60$$
$$(x + y)^3 = 125$$
Calculamos la raíz cúbica:
$$x + y = \sqrt[3]{125} = 5$$
3. Hallar el producto $xy$:
Utilizamos la segunda ecuación original $xy(x + y) = 20$:
$$xy(5) = 20 \implies xy = 4$$
4. Construcción de la ecuación cuadrática:
Si conocemos la suma $S = 5$ y el producto $P = 4$ de dos números, estos son raíces de la ecuación:
$$t^2 - St + P = 0$$
$$t^2 - 5t + 4 = 0$$
Factorizamos:
$$(t - 4)(t - 1) = 0$$
Las raíces son $t_1 = 4$ y $t_2 = 1$.
Resultado final: Los pares ordenados que satisfacen el sistema son $(4, 1)$ y $(1, 4)$.