Пусть количество кроликов в семье равно x, а количество крольчих - y.
У каждого кролика братьев в 2 раза больше, чем сестёр, поэтому у каждого кролика будет 2y сестёр.
То есть, общее количество сестёр всех кроликов будет равно 2xy.
А у каждой крольчихи сестёр на 6 меньше, чем братьев, поэтому у каждой крольчихи будет y-6 братьев.
То есть, общее количество братьев всех крольчих будет равно y(y-6).
Теперь мы можем сосчитать общее количество детей в семье, сложив количество кроликов и крольчих:
x + y = (общее количество кроликов) + (общее количество крольчих)
x + y = 2xy + y(y-6)
Раскроем скобки и приведём подобные слагаемые:
x + y = 2xy + y^2 - 6y
Перепишем уравнение в виде квадратного трёхчлена:
y^2 - 4y + x = 0
Теперь применим формулу дискриминанта, чтобы найти количество решений этого уравнения.
Дискриминант вычисляется по формуле D = b^2 - 4ac.
В нашем случае:
a = 1, b = -4, c = x
D = (-4)^2 - 4 * 1 * x
D = 16 - 4x
Если дискриминант D > 0, то у уравнения есть два различных действительных корня.
Если D = 0, то у уравнения есть один действительный корень.
Если D < 0, то у уравнения нет действительных корней.
Мы хотим найти количество детей в семье, поэтому воспользуемся условием уравнения, что x и y - натуральные числа.
Так как у нас дискриминант D = 16 - 4x, то он должен быть больше или равен нулю, иначе x будет отрицательным числом, что недопустимо.
16 - 4x >= 0
Решим это неравенство:
16 >= 4x
4 >= x
То есть, x может принимать значения от 1 до 4 включительно.
Теперь, с учётом этого ограничения на x, посмотрим, какие значения может принимать дискриминант D в каждом случае:
1) При x = 1: D = 16 - 4 * 1 = 12 > 0, есть два различных действительных корня.
2) При x = 2: D = 16 - 4 * 2 = 8 > 0, есть два различных действительных корня.
3) При x = 3: D = 16 - 4 * 3 = 4 > 0, есть два различных действительных корня.
4) При x = 4: D = 16 - 4 * 4 = 0, есть один действительный корень.
Таким образом, существует четыре комбинации значений x и y, при которых уравнение будет иметь действительные корни.
Рассмотрим каждую комбинацию отдельно:
1) x = 1: y^2 - 4y + 1 = 0
Решим это уравнение с помощью квадратного трёхчлена:
D = (-4)^2 - 4 * 1 * 1 = 16 - 4 = 12
y1 = (4 + sqrt(12)) / 2 = (4 + 2sqrt(3)) / 2 = 2 + sqrt(3)
y2 = (4 - sqrt(12)) / 2 = (4 - 2sqrt(3)) / 2 = 2 - sqrt(3)
В этой комбинации x = 1, y1 = 2 + sqrt(3) и y2 = 2 - sqrt(3). Мы знаем, что y - натуральное число, поэтому в этом случае y = 2.
Таким образом, при x = 1, y = 2. В этой комбинации имеется один кобелих и две сестры, то есть 3 детей.
2) x = 2: y^2 - 4y + 2 = 0
Решим это уравнение с помощью квадратного трёхчлена:
D = (-4)^2 - 4 * 1 * 2 = 16 - 8 = 8
y1 = (4 + sqrt(8)) / 2 = (4 + 2sqrt(2)) / 2 = 2 + sqrt(2)
y2 = (4 - sqrt(8)) / 2 = (4 - 2sqrt(2)) / 2 = 2 - sqrt(2)
В этой комбинации x = 2, y1 = 2 + sqrt(2) и y2 = 2 - sqrt(2). Мы знаем, что y - натуральное число, поэтому в этом случае y = 2.
Таким образом, при x = 2, y = 2. В этой комбинации есть две пары по одному кобелиху и две сестры, то есть 6 детей.
3) x = 3: y^2 - 4y + 3 = 0
Решим это уравнение с помощью квадратного трёхчлена:
D = (-4)^2 - 4 * 1 * 3 = 16 - 12 = 4
y1 = (4 + sqrt(4)) / 2 = (4 + 2) / 2 = 3
y2 = (4 - sqrt(4)) / 2 = (4 - 2) / 2 = 1
В этой комбинации x = 3, y1 = 3 и y2 = 1.
Таким образом, при x = 3, y1 = 3 и y2 = 1. В этой комбинации есть одна пара по два кобелиха и одна сестра, одна пара по одному кобелиху и ноль сестер, то есть 4 детей.
4) x = 4: y^2 - 4y + 4 = 0
Решим это уравнение с помощью квадратного трёхчлена:
D = (-4)^2 - 4 * 1 * 4 = 16 - 16 = 0
y = (-b) / (2a) = 4 / 2 = 2
В этой комбинации x = 4 и y = 2.
Таким образом, при x = 4 и y = 2 есть одна пара по два кобелиха и ноль сестер, то есть 2 детей.
В итоге, если мы сложим количество детей в каждой комбинации, получим общее количество детей в семье:
1 комбинация: 3 детей
2 комбинация: 6 детей
3 комбинация: 4 детей
4 комбинация: 2 детей
Общее количество детей в семье составляет 3 + 6 + 4 + 2 = 15.