Решение системы неравенств ( x^2 + y^2 = 16 ) и ( x + y = -2 ) требует нахождения значений ( x ) и ( y ), которые удовлетворяют обоим уравнениям одновременно.
Шаг 1: Анализ уравнений
- Первое уравнение ( x^2 + y^2 = 16 ) описывает окружность с центром в точке (0,0) и радиусом 4, так как радиус окружности равен квадратному корню из 16.
- Второе уравнение ( x + y = -2 ) описывает прямую линию в координатной плоскости.
Шаг 2: Выразим ( y ) через ( x )
Из второго уравнения ( x + y = -2 ) выразим ( y ):
[ y = -2 - x ]
Шаг 3: Подставим ( y ) в первое уравнение
Подставив ( y = -2 - x ) в уравнение ( x^2 + y^2 = 16 ), получим:
[ x^2 + (-2 - x)^2 = 16 ]
Шаг 4: Раскроем скобки и упростим уравнение
Раскроем скобки и упростим:
[ x^2 + (4 + 4x + x^2) = 16 ]
[ x^2 + 4 + 4x + x^2 = 16 ]
[ 2x^2 + 4x + 4 = 16 ]
Шаг 5: Приведем уравнение к стандартному виду
Приведем уравнение к виду ( ax^2 + bx + c = 0 ):
[ 2x^2 + 4x + 4 - 16 = 0 ]
[ 2x^2 + 4x - 12 = 0 ]
Шаг 6: Упростим уравнение
Разделим все уравнение на 2:
[ x^2 + 2x - 6 = 0 ]
Шаг 7: Решим квадратное уравнение
Используем дискриминант для решения квадратного уравнения ( x^2 + 2x - 6 = 0 ):
[ D = b^2 - 4ac ]
[ D = 2^2 - 4(1)(-6) ]
[ D = 4 + 24 ]
[ D = 28 ]
Корни квадратного уравнения находятся по формуле:
[ x{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} ]
[ x{1,2} = \frac{-2 \pm \sqrt{28}}{2} ]
[ x_{1,2} = \frac{-2 \pm 2\sqrt{7}}{2} ]
[ x_1 = -1 + \sqrt{7} ]
[ x_2 = -1 - \sqrt{7} ]
Шаг 8: Найдем соответствующие значения ( y )
Для каждого значения ( x ), найдем ( y ) из уравнения ( y = -2 - x ):
Для ( x_1 = -1 + \sqrt{7} ):
[ y_1 = -2 - (-1 + \sqrt{7}) ]
[ y_1 = -2 + 1 - \sqrt{7} ]
[ y_1 = -1 - \sqrt{7} ]
Для ( x_2 = -1 - \sqrt{7} ):
[ y_2 = -2 - (-1 - \sqrt{7}) ]
[ y_2 = -2 + 1 + \sqrt{7} ]
[ y_2 = -1 + \sqrt{7} ]
Итоговое решение
Система уравнений имеет два решения:
[ (x_1, y_1) = (-1 + \sqrt{7}, -1 - \sqrt{7}) ]
[ (x_2, y_2) = (-1 - \sqrt{7}, -1 + \sqrt{7}) ]
Эти точки являются решениями системы уравнений и удовлетворяют обоим исходным условиям.