Для начала перепишем систему неравенств в более удобном виде:
1) (x^2 + y^2 + 8189104 leq 4046x + 4048y)
2) (y + x leq 4047)
Перепишем первое неравенство в виде:
[x^2 - 4046x + y^2 - 4048y + 8189104 leq 0]
Это уравнение представляет собой окружность с центром в точке ((2023, 2024)) и радиусом (2048).
Графически это выглядит следующим образом:
![Graph1](https://i.imgur.com/z7bXlEr.png)
Теперь построим график второго неравенства (y + x leq 4047), которое представляет собой прямую линию с наклоном влево и точкой пересечения с осью (x) в точке ((4047, 0)).
Графически это будет выглядеть следующим образом:
![Graph2](https://i.imgur.com/MzwuyFd.png)
Теперь найдем точки пересечения этих двух графиков.
Подставим значение (y = 4047 - x) в первое уравнение:
[x^2 - 4046x + (4047 - x)^2 - 4048(4047 - x) + 8189104 leq 0]
Раскроем скобки и упростим уравнение:
[x^2 - 4046x + 4047^2 - 2 cdot 4047x + x^2 - 4048 cdot 4047 + 4048x + 8189104 leq 0]
Сгруппируем одинаковые элементы:
[2x^2 - 120 cdot 4047x + 2 cdot 4047^2 - 8189104 leq 0]
Решим это квадратное уравнение относительно (x), используя дискриминант:
[D = (-120 cdot 4047)^2 - 4 cdot 2 cdot (2 cdot 4047^2 - 8189104)]
[= 144 cdot 4047^2 - 2 cdot 2 cdot (2 cdot 4047^2 - 8189104)]
[= 144 cdot 4047^2 - 16 cdot 4047^2 + 2 cdot 8189104]
[= 1296 cdot 4047^2 - 16 cdot 4047^2 + 16378208]
[= 1280 cdot 4047^2 + 16378208]
[x_1 = frac{-(-120 cdot 4047) + sqrt{D}}{2 cdot 2}]
[x_2 = frac{-(-120 cdot 4047) - sqrt{D}}{2 cdot 2}]
Теперь найдем соответствующие значения (y) для каждого из решений (x), используя второе уравнение (y + x leq 4047).
Подставим значение (x_1) во второе уравнение:
[y + x_1 leq 4047]
[y + frac{-(-120 cdot 4047) + sqrt{D}}{2 cdot 2} leq 4047]
[y_1 = 4047 - x_1]
Аналогично, подставим значение (x_2) во второе уравнение:
[y + x_2 leq 4047]
[y + frac{-(-120 cdot 4047) - sqrt{D}}{2 cdot 2} leq 4047]
[y_2 = 4047 - x_2]
Таким образом, получаем две пары точек, удовлетворяющих системе неравенств:
((x_1, y_1)) и ((x_2, y_2))
Теперь остается проверить, являются ли найденные точки с целочисленными координатами. Поскольку у нас квадратичное уравнение в первом неравенстве, нам необходимо найти целочисленные корни этого уравнения. Однако, в данном случае нам нужно найти целочисленные точки, удовлетворяющие всей системе неравенств, а не только первому неравенству. Поэтому нам нужно проверить каждую найденную точку отдельно, чтобы убедиться, что она удовлетворяет обоим неравенствам.
Вычислим каждую из найденных точек:
[x_1 = frac{-(-120 cdot 4047) + sqrt{D}}{2 cdot 2} = frac{485640 + sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4}]
[y_1 = 4047 - x_1 = frac{161880 - sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4}]
[x_2 = frac{-(-120 cdot 4047) - sqrt{D}}{2 cdot 2} = frac{485640 - sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4}]
[y_2 = 4047 - x_2 = frac{161880 + sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4}]
Проверим каждую точку:
Для точки ((x_1, y_1)):
(x_1 = frac{485640 + sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4})
(y_1 = frac{161880 - sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4})
Подставим эти значения в первое неравенство:
(left( frac{485640 + sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4} right)^2 + left( frac{161880 - sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4} right)^2 + 8189104 leq 4046 cdot frac{485640 + sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4} + 4048 cdot frac{161880 - sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4})
[ frac{(485640 + sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208})^2} {16} + frac{(161880 - sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208})^2} {16} + 8189104 leq frac{4046(485640 + sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}) + 4048(161880 - sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208})}{4}]
Раскроем квадраты в числителях и сократим числители и знаменатель на 16:
[ (485640^2 + 2 cdot 485640 cdot sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208} + 1296 cdot 4047^2 + 16378208) ]
[+ (161880^2 - 2 cdot 161880 cdot sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208} + 1296 cdot 4047^2 + 16378208) + 16 cdot 8189104]
[ leq (4046(485640 + sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}) + 4048(161880 - sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208})) ]
Сократим одинаковые слагаемые:
[ 485640^2 + 161880^2 + 2 cdot 485640 cdot sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208} - 2 cdot 161880 cdot sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208} + 2 cdot 1296 cdot 4047^2 + 2 cdot 16378208 + 16 cdot 8189104 ]
[ leq 4046(485640 + sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}) + 4048(161880 - sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}) ]
Упростим выражение справа:
[ 485640 cdot 4046 + 4046 cdot sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208} + 161880 cdot 4048 - 4048 cdot sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208} ]
Теперь приведем подобные слагаемые:
[ 602290448 + 4 cdot 4046 cdot sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208} + 4 cdot 1296 cdot 4047^2 + 2 cdot 16378208 + 16 cdot 8189104 ]
[ leq 485640 cdot 4046 + 4046 cdot sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208} + 161880 cdot 4048 - 4048 cdot sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208} ]
Сократим одинаковые слагаемые:
[ 602290448 + 2 cdot 16378208 + 16 cdot 8189104 leq 485640 cdot 4046 + 161880 cdot 4048 ]
[ 602290448 + 32756416 + 131026464 leq 1965877440 + 655782240 ]
[ 2350738528 leq 2621669680 ]
Условие неравенства выполняется, что значит, что точка ((x_1, y_1)) удовлетворяет первому неравенству.
Теперь проверим, являются ли координаты целыми числами. Заметим, что значения в числителях и знаменателе уравнения были представлены в виде:
[ frac{A}{B} + frac{C}{D} ]
Где (A, B, C, D) - целые числа. Значит, ответ будет представлен в виде целого числа.
Округлим вниз значения (x_1) и (y_1) до ближайших целых чисел:
[ x_1 = leftlfloor frac{485640 + sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4} rightrfloor = 123260 ]
[ y_1 = leftlfloor frac{161880 - sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4} rightrfloor = 37563 ]
Таким образом, точка ((x_1, y_1) = (123260, 37563)) является целочисленной точкой, удовлетворяющей обоим неравенствам.
Теперь проведем аналогичные вычисления для точки ((x_2, y_2)). Подставим значения второго неравенства ( x_2 ) и ( y_2 ) и проверим, выполняется ли это неравенство:
Для точки ((x_2, y_2)):
(x_2 = frac{485640 - sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4})
(y_2 = frac{161880 + sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4})
Подставим эти значения в первое неравенство:
(left( frac{485640 - sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208}}{4} right)^2 + left( frac{161880 + sqrt{1296 cdot 4047^2 + 16378208