Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела регион 10 класс
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#125092

Положительные числа a,b,c  таковы, что a2b+ b2c+ c2a =2  и ab2+bc2+ ca2 = 4.  Докажите, что из чисел a,b,c  какие-то два отличаются более чем на 2.

Источники: Всеросс, РЭ, 2025, 10.3 (см. olympiads.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1:

Обратите внимание на слагаемые из левой части равенств? Они вам не встречались ни в каких известных разложениях?

Подсказка 2:

Рассмотрите выражение (a − b)(b − c)(c − a). Кажется, вы можете вычислить его значение.

Подсказка 3:

Пусть, не умаляя общности, c — наибольшее. Кажется, вы сможете упорядочить все три числа. Давайте заметим, что задача свелась к доказательству того, что c − a > 2.

Подсказка 4:

Давайте для удобства обозначим c − a = z, x = b − a, y = c − b. Используя равенство xyz = 2, нужно показать, что z > 2. А есть ли ещё какая-то связь между x, y и z?

Подсказка 5:

Давайте заметим, что x + y = z. Значит, можно оценить xy сверху, используя неравенство о средних. Не забывайте, что нас интересует строгая оценка z > 2.

Показать доказательство

Вычтем из второго равенства первое и разложим левую часть на множители, получим:

(a − b)(b− c)(c− a)= 2. (∗)

Не умаляя общности (в условии имеется циклическая симметрия переменных a,b,c  ), будем считать, что c  —– наибольшее из данных чисел. Тогда c− a≥ 0,  но из (*) видим, что c− a⁄= 0.  Значит, c− a> 0.  Аналогично b− c< 0.  Тогда из (*) следует a − b< 0.  Получается a <b <c.

Обозначим z = c− a,  x= b− a,  y =c − b,  так что x> 0,  y > 0,  z = x+ y;  тогда (*) принимает вид xyz = 2.  Нам нужно доказать, что z >2.

Заметим, что           2
4xy ≤ (x +y),  так как это неравенство преобразуется к виду      2
(x− y) ≥0  (или следует из неравенства о среднем арифметическом и среднем геометрическом). Отсюда      2
4xy ≤ z  и далее

           z      z  z3
2= xyz =4xy⋅4 ≤ z2⋅ 4 = 4-.

Получаем     3
2 ≤ z4 ,  откуда z3 ≥ 8  и поэтому z ≥ 2.

Остаётся показать, что z =2  невозможно. Если x⁄= y,  то (x− y)2 > 0,  и тогда в предыдущем рассуждении мы получим строгое неравенство z > 2.  Значит, z = 2  возможно лишь при x= y = 1.  Рассмотрим этот случай отдельно.

В этом случае b=a +1 >1,  и c=a +2 >2.  Тогда

a2b+ b2c+ c2a >b2c> 12 ⋅2 =2,

что противоречит первому равенству из условия задачи.

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!