Тема . Системы уравнений и неравенств

Оценки в системах

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела системы уравнений и неравенств
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#49484

Решите систему уравнений

(| √x = y+z;
{ √y = z+2x-;
|( √-   x+2y-
   z =  2 .

Источники: Высшая проба - 2023, 8.3 (см. olymp.hse.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1!

1. давайте попробуем поиграться с оценками в этой задаче, так как уравнения как бы зациклены. давайте упорядочим числа, например х <= y <= z и попробуем тогда оценить корни x и z через соответсвующие переменные. то есть корень из х нам нужно оценить через х, используя уравнение из условия и наше упорядочивание. то есть два слагаемых из правой части оцениваем в соответсвии со знаками между x, y, z и получаем, что корень из х, например, больше х. тогда можно сделать вывод о том, какому промежутку х принадлежит - [0, 1] или [1, ∞].

Подсказка 2!

2. теперь попробуем это использовать - заметим, что z принадлежит [1, ∞], а х [0, 1]. тогда из первого уравнения (y+z)/2 это тоже число из [0, 1]. и аналогично рассмотрим третье уравнение, для него аналогично проводим оценку, но с числом из [1, ∞].

Подсказка 3!

3. осталось аккуратно вывести к тому, что и чисел должны быть определенные значения, чтобы все оценки сошлись!

Показать ответ и решение

Первое решение.

На ОДЗ все переменные неотрицательны. Если хотя бы одна равна нулю, то сумма остальных также нулевая и все переменные равны     0  . Учтём это и далее будем считать, что все переменные больше нуля.

Не умаляя общности (в силу симметрии), пусть x≤ y ≤ z  , тогда посмотрим на первое уравнение

√-   y+z   x+ x
 x = -2--≥ -2--= x  ⇐⇒   x∈ [0,1]

При этом для последнего уравнения

√ -
  z = x+2-y≤ z+2-z= z ⇐⇒   z ≥ 1

Итак, с одной стороны  -
√x ∈[0,1]  и y+z2-∈[0,1]  ⇐⇒   y+ z ∈[0,2] =⇒  y ∈[0,1]  (поскольку z ≥ 1  ). С другой стороны,  -
√z ≥ 1  , откуда x+2y≥ 1  =⇒   x= y = 1  (поскольку только в этом случае возможно равенство). Отсюда сразу же получаем z =1.

Второе решение.

ОДЗ: x≥ 0,y ≥0,z ≥ 0  . Пусть, не умаляя общности, x ≤y ≤z.

К неотрицательным числам мы имеем право применить неравенство о средних для двух чисел:

(|{  √x= y+2z≥ √yz;
   √y = z+2x≥ √zx;
|(  √z = x+2y≥ √xy.

Перемножая неотрицательные части всех неравенств системы получаем следствие √xyz ≥ xyz.  Отсюда

xyz ≤ 1 (*)

Докажем, что для нетривиального (0,0,0)  решения системы в этом неравенстве должно достигаться равенство.

Сложим три уравнения исходной системы:

√x+ √y +√z-= x+y +z

Нам подходит случай x =y =z =0,  эта тройка удовлетворяет исходной системе. Иначе из равенства выше делаем вывод, что все три числа меньше единицы быть не могут, ведь тогда левая часть равенства очевидно окажется больше правой (для t= 0 √t =t,  для 0 <t< 1 √t->t).

Рассмотрим тогда случай, когда ровно два числа меньше единицы: x ≤y <1 ≤z  . Но тогда и третьей число оказывается меньше единицы: √z = x+y< 1+1 =⇒   z < 1.
     2    2

Рассмотрим случай, когда ровно одно число меньше единицы: x< 1≤ y ≤ z.  Но это противоречие 1> √x= y+z≥ 1+1= 1.
        2    2

Остаётся случай, когда 1 ≤x ≤y ≤z.  Но тогда 1 ≤xyz.  Но из (*) xyz ≤ 1  (это было следствие системы после применения неравенства о средних). Остаётся только вариант, чтобы в неравенстве достигалось равенство, для (*) это, как известно, происходит при равенстве чисел. Из системы получаем x= y = z = 1.

Ответ:

 (0;0;0),(1;1;1)

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!