Giải hệ phương trình: .
\[\left\{ \begin{array}{l}2y({x^2} - {y^2}) = 3x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right)\\x\left( {{x^2} + {y^2}} \right) = 10y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 2 \right)\end{array} \right.\]
⦁Xét trường hợp đặc biệt:
Nếu x = 0, từ phương trình (1) ta có 2y.(‒y2) = 0, suy ra y = 0.
Thay x = 0, y = 0 vào phương trình (2), ta được 0.0 = 0 (luôn đúng).
Như vậy, cặp số (0; 0) là một nghiệm của hệ.
⦁ Xét trường hợp xy ≠ 0.
Chia phương trình (1) cho phương trình (2), ta được:
\[\frac{{2y\left( {{x^2} - {y^2}} \right)}}{{x\left( {{x^2} + {y^2}} \right)}} = \frac{{3x}}{{10y}}\]
20y2(x2 ‒ y2) = 3x2(x2 + y2)
20x2y2 ‒ 20y4 = 3x4 + 3x2y2
3x4 ‒ 17x2y2 + 20y4 = 0
3x4 – 12x2y2 – 5x2y2 + 20y4 = 0
3x2(x2 – 4y2) – 5y2(x2 – 4y2) = 0
(x2 – 4y2)(3x2 – 5y2) = 0
x2 = 4y2 hoặc \[{x^2} = \frac{5}{3}{y^2}\]
+) Với x2 = 4y2, ta có x = 2y hoặc x = –2y
⦁Thế x = 2yvào phương trình x(x2 + y2) = 10y, ta được:
2y[(2y)2 + y2] = 10y
2y.5y2 = 10y
10y3 = 10y
y3 – y = 0
y(y2 ‒ 1) = 0
y = 0 (loại) hoặc y = 1 (thỏa mãn) hoặc y = ‒1 (thỏa mãn).
Khi y = 1, ta có x = 2.
Khi y = ‒1, ta có x = ‒2.
Do đó (2; 1), (‒2; ‒1) là các nghiệm của hệ phương trình.
⦁ Thế x = ‒2yvào phương trình x(x2 + y2) = 10y, ta được:
‒2y[(‒2y)2 + y2] = 10y
‒2y.5y2 = 10y
‒10y3 = 10y
y3 + y = 0
y(y2 + 1) = 0
y = 0 (loại) và y2 + 1 = 0 (vô lí).
Như vậy, trong trường hợp này, hệ phương trình vô nghiệm.
+) Với\[{x^2} = \frac{5}{3}{y^2}\], ta có \[x = y\sqrt {\frac{5}{3}} \] hoặc \[x = - y\sqrt {\frac{5}{3}} \].
⦁Thế \[x = y\sqrt {\frac{5}{3}} \] vào phương trình x(x2 + y2) = 10y, ta được:
\[y\sqrt {\frac{5}{3}} \left[ {{{\left( {y\sqrt {\frac{5}{3}} } \right)}^2} + {y^2}} \right] = 10y\]
\[y\frac{{\sqrt {15} }}{3} \cdot \frac{8}{3}{y^2} = 10y\]
\[\frac{{8\sqrt {15} }}{9}{y^3} - 10y = 0\]
\[2y\left( {\frac{{4\sqrt {15} }}{9}{y^2} - 5} \right) = 0\]
y = 0 (loại) hoặc \[{y^2} = \frac{{45}}{{4\sqrt {15} }}\]
Suy ra: \[y = \sqrt {\frac{{45}}{{4\sqrt {15} }}} = \sqrt {\frac{{3\sqrt {15} }}{4}} \] hoặc \[y = - \sqrt {\frac{{45}}{{4\sqrt {15} }}} = - \sqrt {\frac{{3\sqrt {15} }}{4}} \]
Khi \[y = \sqrt {\frac{{3\sqrt {15} }}{4}} ,\] ta có \[x = \sqrt {\frac{{3\sqrt {15} }}{4}} \cdot \sqrt {\frac{5}{3}} = \sqrt {\frac{{5\sqrt {15} }}{4}} \].
Khi \[y = - \sqrt {\frac{{3\sqrt {15} }}{4}} ,\] ta có \[x = - \sqrt {\frac{{3\sqrt {15} }}{4}} \cdot \sqrt {\frac{5}{3}} = - \sqrt {\frac{{5\sqrt {15} }}{4}} \].
Do đó \[\left( {\sqrt {\frac{{5\sqrt {15} }}{4}} ;\,\,\sqrt {\frac{{3\sqrt {15} }}{4}} } \right);\,\,\left( { - \sqrt {\frac{{5\sqrt {15} }}{4}} ;\,\, - \sqrt {\frac{{3\sqrt {15} }}{4}} } \right)\] là hai nghiệm của hệ phương trình.
⦁Thế \[x = - y\sqrt {\frac{5}{3}} \] vào phương trình x(x2 + y2) = 10y, ta được:
\[ - y\sqrt {\frac{5}{3}} \left[ {{{\left( { - y\sqrt {\frac{5}{3}} } \right)}^2} + {y^2}} \right] = 10y\]
\[ - y\frac{{\sqrt {15} }}{3} \cdot \frac{8}{3}{y^2} = 10y\]
\[\frac{{8\sqrt {15} }}{9}{y^3} + 10y = 0\]
\[2y\left( {\frac{{4\sqrt {15} }}{9}{y^2} + 5} \right) = 0\]
y = 0 (loại) và \[\frac{{4\sqrt {15} }}{9}{y^2} + 5 = 0\] (vô lí).
Như vậy, trong trường hợp này, hệ phương trình vô nghiệm.
Vậy hệ phương trình có 5 nghiệm là (0; 0), (2; 1), (‒2; ‒1), \[\left( {\sqrt {\frac{{5\sqrt {15} }}{4}} ;\,\,\sqrt {\frac{{3\sqrt {15} }}{4}} } \right)\], \[\left( { - \sqrt {\frac{{5\sqrt {15} }}{4}} ;\,\, - \sqrt {\frac{{3\sqrt {15} }}{4}} } \right)\].