При каких значениях "а" система линейных уравнений ax+y=a² x+ay=1 несовместная ​

Для начала, давайте рассмотрим систему линейных уравнений:

ax + y = a²
x + ay = 1

Чтобы определить, при каких значениях "а" система будет несовместной, нам нужно проанализировать ее и найти условия, при которых не будет существовать решений для этой системы.

Для начала, давайте приведем оба уравнения к стандартному виду:

ax - a² x + y = 0
x + ay - 1 = 0

Теперь рассмотрим два возможных варианта:

1. Если a = 0:
Подставим это значение в оба уравнения:

0*x - 0*x + y = 0
x + 0*y - 1 = 0

Из первого уравнения мы видим, что y = 0. А из второго уравнения мы видим, что x = 1. Однако, эти значения не удовлетворяют обоим уравнениям одновременно. Поэтому при a = 0 система будет несовместной.

2. Если a ≠ 0:
В этом случае, мы можем разделить первое уравнение на "a" и второе уравнение на "a²", чтобы значительно упростить систему:

x - a x/a + y/a = 0
x/a + ay/a² - 1/a² = 0

Если мы обозначим x/a как u и y/a² как v, то система примет вид:

u - au + v = 0
u + av - 1/a² = 0

А теперь давайте выразим u в первом уравнение и подставим его во второе уравнение:

v - a/v + v(a - 1/a²) = 0

Теперь давайте обобщим это уравнение:

v - a/v + (a² - 1)/a² v = 0

Если мы переместим все слагаемые с v на одну сторону и обозначим их общим множителем, то получим:

(a² - 1)/a² v² - av + v = 0

Это квадратное уравнение относительно v. Для того чтобы эта система была несовместной нам нужно, чтобы это квадратное уравнение не имело решений.

Квадратное уравнение (a² - 1)/a² v² - av + v = 0 будет иметь решение только тогда, когда его дискриминант (D) будет меньше нуля.

Дискриминант квадратного уравнения D = a²v² - 4(a² - 1)/a² < 0.

Если мы решим это неравенство по отношению к "a" и получим его значение, то мы сможем определить, при каких значениях "а" система будет несовместной.

Итак, аккуратное решение неравенства:
a²v² - 4(a² - 1)/a² < 0

a²v² - 4(a² - 1)/a² = 0
a⁴v² - 4(a² - 1) = 0
a⁴v² = 4a² - 4
v² = (4a² - 4)/a⁴
v = ± sqrt((4a² - 4)/a⁴)

Теперь вернемся к нашему неравенству:

v > - sqrt((4a² - 4)/a⁴) and v < sqrt((4a² - 4)/a⁴)

Заметим, что (4a² - 4)/a⁴ > 0. Это означает, что числитель и знаменатель будут иметь одинаковые знаки.

1) Пусть a > 0:
(4a² - 4)/a⁴ > 0
4a² - 4 > 0
4(a² - 1) > 0
a² - 1 > 0
(a - 1)(a + 1) > 0

a > 1 or a < -1

2) Пусть a < 0:
Теперь нам нужно поменять знак при перестановке числителя и знаменателя, так как знаки теперь будут противоположными.

-(4a² - 4)/a⁴ > 0
-4a² + 4 > 0
-4(a² - 1) > 0
a² - 1 < 0
(a - 1)(a + 1) < 0

-1 < a < 1

Итак, мы получили два набора решений:
a > 1 or a < -1 или -1 < a < 0

При этих значениях "а" система линейных уравнений несовместна.

Для проверки этих результатов мы можем подставить эти значения "а" в исходную систему уравнений и убедиться, что они не удовлетворяют обоим уравнениям одновременно.