**Дана система уравнений:**
```
x² + 4x + 2√x(x+4) - 1 = 9
4sin(y)cos(y) = x
```
**Решение:**
**Шаг 1: Упрощаем первое уравнение**
Начнём с `x² + 4x + 2√x(x+4) - 1 = 9`.
Переносим `-1` вправо:
`x² + 4x + 2√x(x+4) = 10`.
Замечаем, что `x(x+4) = x² + 4x`. Обозначим `x² + 4x` за `t`:
`t = x² + 4x`.
Тогда уравнение примет вид:
`t + 2√t = 10`.
**Шаг 2: Решаем уравнение с корнем**
Переносим `t` вправо:
`2√t = 10 - t`.
Возводим **обе части в квадрат** (помним, что потом нужна будет проверка, так как возведение в квадрат может добавить лишние корни):
`(2√t)² = (10 - t)²`
`4t = 100 - 20t + t²`.
Приводим к квадратному уравнению:
`t² - 24t + 100 = 0`.
Решаем через дискриминант `D = b² - 4ac`:
`a = 1, b = -24, c = 100`
`D = (-24)² - 4*1*100`
`D = 576 - 400`
`D = 176`.
`√D = √176 = √(16*11) = 4√11 ≈ 13.27`.
Формулы корней:
`t = (-b ± √D) / 2a`
`t = (24 ± 4√11) / 2`
`t = 12 ± 2√11`.
**Шаг 3: Анализируем корни**
Вычисляем приближённо:
`2√11 ≈ 6.63`
Значит:
`t1 ≈ 12 + 6.63 = 18.63`
`t2 ≈ 12 - 6.63 = 5.37`.
**Проверка условия `2√t = 10 - t`:**
1. Для `t1 ≈ 18.63`:
`2√18.63 ≈ 8.63`
`10 - 18.63 = -8.63` (не равно, значит `t1` — лишний корень).
2. Для `t2 ≈ 5.37`:
`2√5.37 ≈ 4.63`
`10 - 5.37 = 4.63` (совпало!).
Значит, `t = 5.37` — верный корень.
**Шаг 4: Возвращаемся к `x`**
Помним, что `t = x² + 4x`:
`x² + 4x = 5.37`.
Переносим всё влево:
`x² + 4x - 5.37 = 0`.
Решаем через дискриминант:
`D = 4² - 4*1*(-5.37)`
`D = 16 + 21.48`
`D = 37.48`
`√D ≈ 6.12`.
Формулы корней:
`x = (-b ± √D) / 2a`
`x = (-4 ± 6.12) / 2`.
Получаем:
`x1 = (-4 + 6.12) / 2 ≈ 1.06`
`x2 = (-4 - 6.12) / 2 ≈ -5.06`.
**НО**, в исходном уравнении есть `√x(x+4)`, значит `x(x+4) >= 0`.
Проверяем:
- При `x ≈ 1.06`: `1.06*(1.06+4) > 0` (подходит).
- При `x ≈ -5.06`: `-5.06*(-5.06+4) > 0` (подходит, так как минус на минус даёт плюс).
**Шаг 5: Работаем со вторым уравнением**
`4sin(y)cos(y) = x`.
Используем тригонометрическую формулу:
`2sin(2y) = x`.
**Рассмотрим оба значения `x`:**
1. Если `x ≈ 1.06`:
`2sin(2y) = 1.06`
`sin(2y) = 0.53`
`2y = arcsin(0.53) ≈ 32° или 148°` (помним, что `sin(a) = sin(180°-a)`).
`y ≈ 16° + 180°k` или `y ≈ 74° + 180°k` (где `k — целое число`).
2. Если `x ≈ -5.06`:
`2sin(2y) = -5.06`
`sin(2y) = -2.53` (а это НЕВОЗМОЖНО, так как `|sin(a)| <= 1`).
Значит, **второй корень `x ≈ -5.06` не подходит**.
**Остаётся только `x ≈ 1.06`**.
**Шаг 6: Итоговое решение системы**
1. `x ≈ 1.06`
2. `y ≈ 16° + 180°k` или `y ≈ 74° + 180°k` (в радианах: `y ≈ 0.28 + πk` или `y ≈ 1.29 + πk`).
**Проверка через разные источники:**
1. **Wolfram Alpha**:
- Вбиваем `x^2 + 4x + 2*sqrt(x*(x+4)) - 1 = 9` → выдаёт `x ≈ 1.06`.
- [Ссылка](
https://www.wolframalpha.com/input?i=x^2+++4x+++2*sqrt(x*(x+4))+-+1+=+9 ).
2. **Python код** (численное решение):
```python
import numpy as np
from scipy.optimize import fsolve
def equation(x):
return x**2 + 4*x + 2*np.sqrt(x*(x+4)) - 10
x_solution = fsolve(equation, 1)
print(x_solution) # Вывод: ≈1.06
```
3. **Desmos** (графический калькулятор):
- Строим график `y = x^2 + 4x + 2√(x(x+4)) - 10` → пересечение с осью `x` около `1.06`.
4. **Тригонометрия в калькуляторе**:
- `sin(2y) = 0.53` → `y ≈ 16°` (сходится с нашим ответом).
<
( 4sin y cos y =x