Тема . Тождественные преобразования

Закрываем скобочки, раскладываем на множители, идём с конца, вангуем

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела тождественные преобразования
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#129661

Тройку положительных чисел (a,b,c)  назовём загадочной, если

∘-----1------  ∘ ----1------- ∘-----1------
 a2+ a2c2 + 2ab+  b2+ b2a2 + 2bc+ c2+ c2b2 +2ca= 2(a +b+ c)

Докажите, что если тройка (a,b,c)  — загадочная, то тройка (c,b,a)  — тоже загадочная.

Источники: ВСОШ, ЗЭ, 2024, 11.2 (см. olympiads.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Рассмотрите условие загадочности. Попробуйте свести сложное равенство к более простому условию на a, b, c.

Подсказка 2

Проанализируйте первое подкоренное выражение: a² + 1/(a²c²) + 2ab. Заметьте: если бы 1/(a²c²) равнялось b², то получился бы полный квадрат. Что в этом случае можно сказать о загадочности тройки?

Подсказка 3

Если abc = 1, то b = 1/(ac) ⇒ b² = 1/(a²c²). Тогда, сворачивая полные квадраты в подкоренных выражениях, получаем загадочное равенство. Можно ли похожие преобразования провести в случаях неравенства?

Подсказка 4

Если abc < 1, то b < 1/(ac) ⇒ b² < 1/(a²c²). Можно ли и дальше проводить преобразования аналогично случаю для равенства, меняя "=" на знак неравенства?

Подсказка 5

Если abc > 1, то b > 1/(ac) ⇒ b² > 1/(a²c²). Получим: √(a² + 1/(a²c²) + 2ab) < √(a² + b² + 2ab) = a + b. Как это повлияет на всю сумму?

Подсказка 6

Загадочное равенство достигается только при abc = 1. Почему это доказывает, что (c, b, a) тоже загадочная тройка?

Показать доказательство

Покажем, что тройка (a,b,c)  — загадочная в том и только в том случае, когда abc= 1,  из этого немедленно последует требуемое в задаче.

Пусть abc= 1,  тогда    -1
b =ac

∘-----1------  ∘----------  ∘ ------
 a2+ a2c2-+2ab=  a2+ b2+ 2ab=   (a +b)2 =a +b,

ведь a,b,c  положительны. Аналогично

∘------------       ∘ ------------
 b2+ -1--+2bc= b+c,   c2+ -1-+ 2ca =c+ a,
     b2a2                  c2b2

из этого следует, что тройка замечательная.

Предположим, что abc< 1.  Тогда b2 <-1-
    a2c2  и аналогично случаю для равенства, получаем неравенство:

∘ -----1------  ∘----------
  a2+ a2c2 + 2ab> a2+ b2 +2ab= a+ b,

аналогично

∘------------       ∘ ------------
 b2+ -122-+2bc> b+c,   c2+ 212 + 2ca >c+ a.
     ba                   cb

Итого, в этом случае левая часть равенства из условия больше правой. Рассуждая аналогично, в случае abc>1  имеем, что правая часть больше левой, и только в случае abc= 1  достигается равенство, что и требовалось.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!