2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Vietnamese system
Сообщение20.05.2016, 14:59 
Аватара пользователя


13/10/07
755
Роман/София, България
Solve the system:
$x\sqrt{x-y}+y\sqrt{x+y}=xy$
$x\sqrt{y-1}+y\sqrt{x-1}=x+y$

 Профиль  
                  
 
 Re: Vietnamese system
Сообщение20.05.2016, 17:53 
Заслуженный участник


04/03/09
914
ОДЗ: $ x \ge y \ge 1$
$xy = x\sqrt{x-y}+y\sqrt{x+y} = \left(x\sqrt{x-y}-(x-y)\sqrt{2y}\right)+\left(y\sqrt{x+y}-y\sqrt{2y}\right)+x\sqrt{2y} =$
$= \sqrt{x-y}\left(x-\sqrt{2y(x-y)}\right) + y\left(\sqrt{x+y}-\sqrt{2y}\right) + x\sqrt{2y} = $
$= \sqrt{x-y}\frac{x^2-2y(x-y)}{x+\sqrt{2y(x-y)}} + y\left(\sqrt{x+y}-\sqrt{2y}\right) + x\sqrt{2y} = $
$=\sqrt{x-y}\frac{(x-y)^2+y^2}{x+\sqrt{2y(x-y)}} + y\left(\sqrt{x+y}-\sqrt{2y}\right) + x\sqrt{2y} \ge x\sqrt{2y}$, т.к первые два слагаемых неотрицательны.
Следовательно $\sqrt{y} \ge \sqrt{2}$ и $y \ge 2$
При $x \ge y \ge 2$ получим $x\sqrt{y-1} +y \sqrt{x-1} \ge x\cdot 1+y \cdot 1 = x+y$, причем равенство достигается только при $x=y=2$. Подставив в первое уравнение, выясним, что $x=y=2$ действительно корни.

 Профиль  
                  
 
 Re: Vietnamese system
Сообщение21.05.2016, 08:10 
Аватара пользователя


07/01/16
1612
Аязьма
1. $x\ge y\ge 1$ to keep roots positive; let us divide second equation by $xy$ and group: $$\frac {\sqrt {x-1}-1} x + \frac {\sqrt {y-1}-1} y =0$$ This means that $y \le 2\le x$ and gives one solution $x=y=2$.
2. now let's also divide first equation by $xy$ and take $x=ky, k\ge 1$: $$\sqrt {k-1}+\frac {\sqrt {k+1}} k=\sqrt y$$ It gives $y=2$ for $k=1$, and there goes a tedious proof that it is a minimum for all possible values of $k$ (I'm not sure that it is of interest, basically a proof that $k^2\sqrt {k+1}> (k+2)\sqrt {k-1}$ for $k\ge 1$). So no other solution except $x=y=2$ is possible, as we know that $y\le 2$ from $(1)$.

-- 21.05.2016, 08:57 --

...and the proof of $\sqrt {k-1}+\frac {\sqrt {k+1}} k\ge \sqrt 2$ can be done simply: $\sqrt {k-1}+\frac {\sqrt {k+1}} k \ge \sqrt {k-1}+\frac {\sqrt 2} k$, so taking $k=1+t$ we need to prove $\sqrt \frac t 2 \ge \frac t {1+t}$, which is clear.

 Профиль  
                  
 
 Re: Vietnamese system
Сообщение27.05.2016, 11:34 
Аватара пользователя


13/10/07
755
Роман/София, България
Thank you guys for the excellent solutions! For the collection I'm posting one more link.
http://artofproblemsolving.com/communit ... 46p6382537

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 4 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group