sviluppo

Calcolare le soluzioni del seguente sistema con il metodo di addizione

    (a - b)x - (a + b)y = 2a2
    (a + b)x - (a - b)y = 2ab


devo rendere due termini verticali contenenti l'incognita uguali e di segno contrario, cosi', sommandoli, spariscono:
per redere uguali i coefficienti delle x moltiplico la prima equazione per (a+b) e la seconda per -(a-b)

    (a - b)(a + b)x - (a + b)2y = 2a2(a + b)
    -(a + b)(a - b)x + (a - b)2y = -2ab(a - b)


sommo in verticale

     (a - b)(a + b)x   - (a + b)2y  =   2a2(a + b)   +
    -(a + b)(a - b)x   + (a - b)2y  =   -2ab(a - b)
   
              //        -(a+b)2y+(a-b)2y = 2a2(a+b)-2ab(a-b)


ho trovato l'equazione

   -(a + b)2y + (a - b)2y = 2a2( a + b) - 2ab( a - b)

calcolo i quadrati ed i prodotti

   -a2y - 2aby - b2y + a2y - 2aby + b2y = 2a3 + 2a2b -2a2b + 2ab2

elimino i termini uguali e di segno opposto

    - 2aby - 2aby = 2a3 + 2ab2

sommo i termini simili

    - 4aby = 2a(a2 + b2)

cambio di segno per avere l'incognita con segno positivo

    4aby = -2a(a2 + b2)

Per trovare y devo applicare il secondo principio dividendo per 4ab ma chi mi assicura che ab sia non nullo? Devo quindi distinguere:

Se ab≠0 posso applicare il secondo principio ed ottengo

       y = -2a(a2 + b2)

4ab

semplifico
       y = - a2 + b2

2b


Devo considerare il caso ab=0, che significa a=0 e b=0 oppure a=0 e b≠0 oppure a≠0 e b=0
considero i 3 casi

  • se a=0 e b=0 sostituisco ed ottengo
        2·0·0·x = -2·0(02 + 02)
        0x = 0 e l'equazione e' indeterminata

  • se a=0 e b≠0 sostituisco ed ottengo
        4·0·by = -2·0(02 + b2)
        0y = 0 e l'equazione e' indeterminata

  • se a≠0 e b=0 sostituisco ed ottengo
        4a·0·y = -2a(a2 + 02)
        0y = -4a3 ed essendo a≠0 l'equazione e' impossibile


per trovare il valore della x rendo uguali i coefficienti delle y moltiplicando la prima per (a-b) e la seconda per -(a+b)

    (a - b)2)x - (a + b)(a - b)y = 2a2(a - b)
    -(a + b)2x + (a + b)(a - b)y = -2ab(a + b)

sommo verticalmente
     (a - b)2x   - (a + b)(a - b)y  =   2a2(a - b)   +
    -(a + b)2x   + (a + b)(a - b)y  =   -2ab(a + b)
   
    (a-b)2x-(a+b)2x          //         = 2a2(a-b)-2ab(a+b)

Ho l'equazione

   (a - b)2x - (a + b)2x = 2a2( a - b) - 2ab( a + b)

Eseguo i quadrati ed i prodotti

   a2x - 2abx + b2x - a2x - 2abx - b2x = 2a3 - 2a2b -2a2b - 2ab2

elimino i termini uguali e di segno contrario

    -2abx - 2abx = 2a3 - 2a2b - 2a2b - 2ab2

sommo i termini simili

    -4abx = 2a3 - 4a2b - 2ab2

divido tutto per 2

    -2abx = a3 - 2a2b - ab2

cambio di segno per avere il termine contenente la x positivo

    2abx = -a(a2 - 2ab - b2)

anche qui devo considerare sia ab≠0 che ab=0
se ab≠0 posso applicare il secondo principio dividendo tutto per 2abx
       x = -   a(a2 - 2ab - b2)

2ab

semplifico
       x = -   a2 - 2ab - b2

2b

Devo considerare il caso ab=0, che significa a=0 e b=0 oppure a=0 e b≠0 oppure a≠0 e b=0
considero i 3 casi

  • se a=0 e b=0 sostituisco ed ottengo
        2·0·0·x = -2·0(02 + 02)
        0x = 0 e l'equazione e' indeterminata

  • se a=0 e b≠0 sostituisco ed ottengo
        2·0·bx = -2·0(02 + b2)
        0x = 0 e l'equazione e' indeterminata

  • se a≠0 e b=0 sostituisco ed ottengo
        2a·0·x = -2a(a2 + 02)
        0x = -4a3 ed essendo a≠0 l'equazione e' impossibile
(questo potevo saltarlo, e' lo stesso risultato gia' ottenuto sopra)

Raccogliendo:
   se a ≠ 0 e b ≠ 0 ed a ≠ b ottengo  
x = -  
a2 - 2ab - b2

2b
y = -   a2 + b2

2b

    se a = 0 il sistema e' indeterminato

    se a ≠ 0 e b = 0 il sistema e' impossibile