Для решения системы уравнений, упростим сначала второе уравнение:
$$ 4(x + y) + x - 3y = 21 $$
$$ 4x + 4y + x - 3y = 21 $$
$$ 5x + y = 21 $$
$$ y = 21 - 5x $$
Теперь подставим это выражение для y в первое уравнение:
$$ (x + y)^2 - 3(x - 3y) = 22 $$
$$ (x + 21 - 5x)^2 - 3(x - 3(21 - 5x)) = 22 $$
$$ (21 - 4x)^2 - 3(x - 63 + 15x) = 22 $$
$$ (21 - 4x)^2 - 3(16x - 63) = 22 $$
$$ 441 - 168x + 16x^2 - 48x + 189 = 22 $$
$$ 16x^2 - 216x + 630 = 22 $$
$$ 16x^2 - 216x + 608 = 0 $$
$$ 8x^2 - 108x + 304 = 0 $$
$$ 2x^2 - 27x + 76 = 0 $$
Решим квадратное уравнение $$2x^2 - 27x + 76 = 0$$. Найдем дискриминант:
$$ D = (-27)^2 - 4(2)(76) = 729 - 608 = 121 $$
Тогда корни:
$$ x_1 = \frac{27 + \sqrt{121}}{4} = \frac{27 + 11}{4} = \frac{38}{4} = 9.5 $$
$$ x_2 = \frac{27 - \sqrt{121}}{4} = \frac{27 - 11}{4} = \frac{16}{4} = 4 $$
Теперь найдем соответствующие значения y:
Для x = 9.5:
$$ y = 21 - 5x = 21 - 5(9.5) = 21 - 47.5 = -26.5 $$
Для x = 4:
$$ y = 21 - 5x = 21 - 5(4) = 21 - 20 = 1 $$
Таким образом, решения системы уравнений:
$$ (9.5, -26.5), (4, 1) $$
Ответ: (9.5, -26.5), (4, 1)