sviluppo
Calcolare le soluzioni del seguente sistema con il metodo di sostituzione
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(a - b)x - (a + b)y = 2a2 |
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(a + b)x - (a - b)y = 2ab |
per ricavare x dalla prima equazione devo supporre il denominatore diverso da zero (secondo principio)
a - b ≠ 0 → a≠b
lo scrivo a destra per ricordarmelo meglio
ricavo la x dalla prima equazione e la sostituisco nella seconda per mostrarlo meglio lo metto in rosso
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x = |
2a2 + (a+b)y
a - b |
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(a + b)· |
2a2 + (a+b)y
(a - b) |
- (a - b)y = 2ab |
adesso lavoro solo sulla seconda equazione: per non stare a riscrivere ogni volta la prima equazione, finche' non riserve, la sostituisco con una linea
faccio il prodotto
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2a2(a +b) + (a+b)2y
(a - b) |
- (a - b)y = 2ab |
faccio il m.c.m.
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2a2(a +b) + (a+b)2y - (a - b)2y
(a - b) |
= |
2ab(a -b)
(a - b) |
per il secondo principo di equivalenza moltiplico tutto per (a-b) ed elimino i denominatori
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2a2(a +b) + (a+b)2y - (a - b)2y = 2ab(a -b) |
eseguo i calcoli
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2a3 + 2a2b + a2y + 2aby + b2y - a2y + 2aby - b2y = 2a2b - 2ab2 |
elimini i termini uguali di segno contrario
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2a3 + 2a2b + 2aby + 2aby = 2a2b - 2ab2 |
porto i termini senza y dopo l'uguale
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2aby + 2aby = 2a2b - 2ab2 - 2a3 - 2a2b |
sommo i termini simili
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4aby = -2ab2 - 2a3 |
scivo in modo piu' ordinato
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4aby = -2a(a2 + b2) |
per ricavare la y devo dividere per 4ab (secondo principio) quindi suppongo devo supporre ab≠0
- se ab ≠ 0 divido tutto per 4ab (secondo principio) ed ottengo
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x = |
2a2 + (a+b)y
a - b |
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y = |
-(a2 + b2)
2b |
sostituisco il valore della y trovato nella seconda equazione al posto della y nella prima equazione
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x = |
2a2 + (a+b)· |
- a2 - b2
2b |
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a - b |
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y = |
- a2 - b2
2b |
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al posto della seconda metto una linea; calcolo la prima, eseguo i prodotti al numeratore
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x = |
2a2 + |
-a3 - a2b - ab2 - b3
2b |
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a - b |
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minimo comune multiplo
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x = |
4a2b -a3 - a2b - ab2 - b3
2b |
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a - b |
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sommo i termini simili
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x = |
-a3 + 3a2b - ab2 - b3
2b |
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a - b |
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scompongo al numeratore (scomposizione di Ruffini)
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x = |
(a - b)(-a2 + 2ab + b2)
2b |
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a - b |
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numeratore per inverso del denominatore
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x = |
(a - b)(-a2 + 2ab + b2)
2b |
· |
1
(a - b) |
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semplifico ed ho la soluzione
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x = - |
a2 -2ab - b2
2b |
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y = - |
a2 + b2
2b |
se ab=0 puo' essere a=0 e b=0 oppure a=0 e b≠0 oppure a≠0 e b =0
distinguo i tre casi:
- se a = 0 e b = 0 sostituendo ottengo
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4·0·0·y = - 2·0( 02 +02) → 0 = 0 |
ed il sistema e' indeterminato
- se a = 0 e b ≠ 0 sostituendo ottengo
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4·0·by = - 2·0( 02 +b2) → 0 = 0 |
ed il sistema e' indeterminato (insomma, se a=0 il sistema e' indeterminato)
- se a ≠ 0 e b = 0 sostituendo ottengo
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4a·0·y = - 2a( a2 +02) → 0 = -2a3 |
ed il sistema e' impossibile essendo a diverso da zero
Non e' finita: per essere esatti e trovare tutte le soluzioni devo sostituire nell'equazione iniziale il valore a=b e vedere cosa succede
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(a - b)x - (a + b)y = 2a2 |
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(a + b)x - (a - b)y = 2ab |
metto a al posto di b (a=b)
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(a - a)x - (a + a)y = 2a2 |
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(a + a)x - (a - a)y = 2a·a |
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0x - (a + a)y = 2a2 |
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(a + a)x - 0y = 2a2 |
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- 2ay = 2a2 |
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2ax = 2a2 |
se a≠0 e b≠0 posso applicare il secondo principio ed ottengo
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x = a |
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y = -a |
quindi raccogliendo:
se a ≠ 0 e b ≠ 0 e a = b ottengo |
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x = a |
y = -a |
se a ≠ 0 e b ≠ 0 ed a ≠ b ottengo |
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x = - |
a2 - 2ab - b2
2b |
y = - |
a2 + b2
2b |
se a = 0 il sistema e' indeterminato
se a ≠ 0 e b = 0 il sistema e' impossibile
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Nota: confronta la soluzione con il metodo di Cramer: per i sistemi letterali il metodo di Cramer di solito ti facilita i calcoli
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