Домашние задания: Математика

Кто рискнет решить систему уравнений

Нет ошибок, здесь всё буквы альфа, бетта, гамма, омега, сигма, тетта. Никаких коэффициентов по типу 2,3,4 и т д.
(α, β, γ, δ, θ, ω) = (1, -1, -1, 0, 1, -1)
Alexey Yamashev
Alexey Yamashev
4 167
Лучший ответ
Жоомарт Н Удивительно... Вы могли бы рассказать подробности? хотя бы некоторые?
Жоомарт Н (Если это проходят на курсах, здесь должен быть какой-то путь к общему решению. Завтра возьмусь искать - притом что надежды найти нет.)
Дёмин Андрей Кто то решил но всё же это неправильный ответ
Жоомарт Н Решение при d = 0 (в действительных числах, зависящих
от уравнения w^6 = w^2 + 1) удается в двух вариантах -
рассказал его на другой страничке вопроса о системе.
ну и чо? система нелинейных уравнений... 6-и мерное пространство...
ничего особенного...
NK
Nadya Knopka
80 545
Жоомарт Н И вправду ничего страшного: весь этот внешний ужас свелся к одному
неполному кубическому уравнению (относительно 1/theta) и к двум квадратным (одно из которых спрятано внутри другого)...
Надо же было кому-то суметь придумать это чудо!
Не надо манипуляций. Просто просите о помощи.
Это извращение, решать такую систему. Только если использовать математические пакеты...
Анна Бродская
Анна Бродская
26 881
Дёмин Андрей Я вам могу предложить только игнорить если решить вам слабо. Жб
Жоомарт Н От рядового человека эта система требует повышенной концентрации -
даже можно сказать, самопосвящения ей (на два-три дня)...
Мне помогли, посоветовав начать с d. Оказалось, что
система имеет общее решение при d отличном от нуля.
Не имея греческого шрифта, возьмем латинские буквы:
a = альфа, b = бета, g = гамма, d = дельта, f = theta, w = omega.

a + g + d = 0
ag + w + ad + gd + f = -1
bg + aw + agd + wd + af + gf = 0
bw + bgd + agd + agf + wf = 0
bwd + bgf + awf = 0
bwf = 1

(здесь все переименовано без путаницы
и переписано точно - убедитесь в этом).
Если воспринимать d как некоторое
заранее выбранное число, поможет
в решении следующий вид системы:

a + g = -d
(ag+w) + (a+g)*d + f = -1
(bg+aw) + (ag+w)*d + (a+g)*f = 0
bw + (a+b)*gd + (ag+w)*f = 0
bwd + (bg+aw)*f = 0
bw = 1/f

Мысль в том, чтобы сначала выразить ag+w и bg+aw в числах.
II благодаря I есть (ag+w) - d^2 + f = -1, откуда ag+w = (d^2-1) - f.
V благодаря VI примет вид d/f + (bg+aw)*f = 0, т.е. bg+aw = -d/f^2
(при этом важно, что f никогда не 0). Теперь ключевой момент:
III благодаря V, II и I есть d*(-1/f^2) + d*[(d^2-1)-f] + d*(-f) = 0, это
после деления частей на -f есть [(1/f)^3 - (d^2-1)*(1/f) + 2] * d = 0,
и при d отличном от нуля будет (1/f)^3 - (d^2-1)*(1/f) + 2 = 0. Тем
самым f выражено через параметр d (решение 1/f всегда есть -
особенно удобен случай d^2 = 4, о котором меня известили).
Важно g = -(a+d): можно придти к системе относительно a и b.
IV есть 1/f - (a+b)*(a+d)*d + {(d^2-1)-f}*f = 0, тогда (a+b)(a+d)d =
= 1/f + {(d^2-1)-f}*f = f^2 * [(1/f)^3 + (d^2-1)*(1/f) - 1] ,что с учетом
решенного кубического ур-я равно f^2 * [2*(1/f)^3 + 1] = 2/f + f^2.
В то же время bg+aw = -d/f^2 есть b*(a+d) - a/(bf) = d/f^2, тогда
у нас остается система двух уравнений относительно a и b:

a+b = (2/f+f^2) : {d*(a+d)} и
b^2*(a+d) - b*d/f^2 - a/f = 0.

Здесь d заранее выбрано (не равным нулю), f найдено через d.
Из первого уравнения выражаем b через а (это совсем легко) -
и вносим b = k/(a+d) - a, где k = (2/f+f^2)/d, во второе уравнение:
b^2*(a+d) = [k - a(a+d)]^2 : (a+d),
b*d/f^2 = d/f^2 * [k - a(a+d)] : (a+d),
a/f = 1/f * [a(a+d)] : (a+d),
после чего, положив a*(a+d) = x, приходим к виду
(k-x)^2 - d/f^2 * (k-x) - 1/f * x = 0 (если -g=a+d не нуль).
Решив это квадратное ур-е относительно x = a*(a+d),
вслед за ним решаем a^2 + d*a - x = 0 относительно a,
и теоретически все сделано. Через a найдется b, затем
g = -(a+d) и наконец w = 1/(bf), т.к. f найдено через d ранее.

Есть ли здесь ошибки, покажет расчет при d = -2
(проведу его завтра - он будет в комментариях).
Эльвира Горн
Эльвира Горн
3 313
Эльвира Горн d = -2
(1/f)^3 - 3*(1/f) + 2 = 0
(1/f-1) * [(1/f)^2+(1/f)-2] = 0
(1/f-1) * (1/f-1) * (1/f+2) = 0
1/f = +1 (дважды) и -2
f(1) = +1, f(2) = -1/2
Первый вариант:
k = (2/1+1^2)/(-2) = -3/2
(-3/2-x)^2 + 2/1^2 * (-3/2-x) + 1/1 * (-3/2-x) = 1/1 * (-3/2)
(3/2+x)^2 - 3*(3/2+x) + 3/2 = 0
D(I) = 9 - 4*3/2 = +3
3/2+x(1,2) = {3+-sqrt(3)}/2
x(1,2) = +-sqrt(3)/2 = a*(a-2)
a^2 - 2a -+sqrt(3)/2 = 0
D(II) = 4 +- 2sqrt(3)
> 0 в обоих случаях;
a(1) = 1 +- sqrt {1+sqrt(3)/2}
a(2) = 1 +- sqrt {1-sqrt(3)/2}
b(1) = -3/2 : [-1 +- sqrt {1+sqrt(3)/2}] -
- [+1 +- sqrt {1+sqrt(3)/2}] =
= [{-3-sqrt(3)}/2] : [-1 +- sqrt {1+sqrt(3)/2}]
b(2) = -3/2 : [-1 +- sqrt {1-sqrt(3)/2}] -
- [+1 +- sqrt {1-sqrt(3)/2}] =
= [{-3+sqrt(3)}/2] : [-1 +- sqrt {1-sqrt(3)/2}]
Затем
Эльвира Горн g(1) = 2 - a(1) = 1 -+ sqrt {1+sqrt(3)/2}]
g(2) = 2 - a(2) = 1 -+ sqrt {1-sqrt(3)/2}]
w(1) = 1/b(1) = [-1 +- sqrt {1+sqrt(3)/2}] : [{-3-sqrt(3)}/2]
w(2) = 1/b(2) = [-1 +- sqrt {1-sqrt(3)/2}] : [{-3+sqrt(3)}/2]
Второй вариант (f = -1/2 вместо +1):
k = (2/f+f^2)/d = (-4+1/4)/(-2) = +15/8
(15/8-x)^2 + 8*(15/8-x) - 2*(15/8-x) = -2*15/8
(15/8-x)^2 + 6*(15/8-x) + 15/4 = 0
D(I) = 36 - 15 = 21
15/8-x(1,2) = {-3-+sqrt(21)}/2
x(1,2) = 15/8 - {-3-+sqrt(21)}/2 =
= 27/8 +- sqrt(21)/2 = a*(a-2)
a^2 - 2a - {27/8+-sqrt(21)/2} = 0
D(II) = 4 + 4*{27/8+-sqrt(21)/2} =
= 4*{35/8-+sqrt(21)/2} > 0
в обоих случаях;
a(1) = 1 +- sqrt {35/8+sqrt(21)/2}
a(2) = 1 +- sqrt {35/8-sqrt(21)/2}
b(1) = 15/8 : [-1 +- sqrt {35/8+sqrt(21)/2}] -
- [+1 +- sqrt{35/8+sqrt(21)/2}] =
Эльвира Горн = [{-3-sqrt(21)}/2] : [-1 +- sqrt {35/8+sqrt(21)/2]
b(2) = 15/8 : [-1 +- sqrt {35/8-sqrt(21)/2}] -
- [+1 +- sqrt [35/8-sqrt(21)/2] =
= [{-3+sqrt(21)}/2] : [-1 +- sqrt {35/8-sqrt(21)/2]
w(1) = -2/b(1), w(2) = -2/b(2)
g(1) = 2 - a(1), g(2) = 2 - a(2)
Перевод решений в десятичную
запись сделаю после перерыва
(будет последний комментарий).
Одна из вариаций должна совпасть
с машинным решением для d = -2;
если не совпадет, у меня ошибки.
Эльвира Горн В машинном решении, которое мне подарили, такие данные:
a = 1.328538
b = 0.904416
g = 0.672102
d = -2.000636
th = 0.971445
w = 1.138188
- а у меня в первом варианте все начинается с
d = -2
th = 1
Для дальнейшего калькулятор https://okcalc.com/ru/ дает
a(1) = 2.366025 и -0.366025
a(2) = 1.366025 и 0.633974
b(1) = -6.4641016 и 1
b(2) = 1 и 0.4641016
g(1) = -0.366025 и 2.366025
g(2) = 0.633974 и 1.366025
w(1) = 1/b(1) = -0.154700 и 1
w(2) = 1/b(2) = 1 и 2.154700
К результату машинного решения здесь близок вариант 2(I):
a = 1.366025...
b = 1
g = 0.633974...
d = -2
f = 1
w = 1
Все-таки надо будет начать с машинного d = -2.000636
и по нему вывести f (это легко), а затем все остальное.
Эльвира Горн Уравнение (1/f)^3 - (d^2-1)*(1/f) + 2 = 0
при |d| > 2 не решается по Кардано.
Просто подставим d = -2.000636,
f = 0.971445 и посмотрим, будет ли 0.
Да, будет: к-р дает -0.0000017136etc.,
т.к. точность данных мала (= 6 знаков).
Кубическое уравнение верное.
Теперь все остальное:
k = (2/f + f^2) / d = -1.5007698etc.;
(k-x)^2 - d/f^2 * (k-x) + 1/f * (k-x) - k/f = 0
есть
(k-x)^2 - (d/f^2-1/f) * (k-x) - k/f = 0;
-(d/f^2-1/f) > 0, это = 3.1493737746
D(I) = (d/f^2-1/f)^2 + 4k/f = 3.739019326etc.
k - x(1,2) = -0.607859689 и -2.541514085
x(1) = -1.5007698 + 0.607859689 = -0.892910111
x(2) = -1.5007698 + 2.541514085 = +1.040744285
Таковы возможные значения выражения a*(a+d).
a(1) = 1.328534377 и 0.672101623
a(2) = 2.429086835 и -0.428450835
Машинное a = 1.328538 (!).
Эльвира Горн b = {k - a(a+d)} : (a+d) =
= (-1.5007698 + 0.892910111) / (1.328534-2.000636) =
= 0.904415831 почти не отличается от машинного
b = 0.904416 (уже нет сомнений в построенном
теоретическом решении - оно не напрасное).
Осталось чуть-чуть:
g = 2.000636 - a = 0.672102 и
w = 1/(bf) = 1 / (0.904415831*0.971445) =
= 1.138187 совпадают с машинными.
Потому машина больше не нужна)))