 Na, akkor a rég eltemetett 55. feladatról írnék, ami úgy szólt, hogy ha a,b,c 0, akkor a3b+b3c+c3a a2bc+ab2c+abc2.
Kijött közepekkel is, de ha nem akarok nagyágyúkat használni, akkor ki lehet direkt módon is hozni. Első észrevétel, hogy ha a=b=c=0, akkor triviálisan igaz az állítás. Ha meg nem, akkor szorozzunk fel (a+b+c)-vel:
(a+b+c)(a3b+b3c+c3a) abc(a+b+c)2
Elvégezve a beszorzást mindkét oldalon 9-9 tagot kapunk, amiből 3 egyezik:
a4b+ab3c+a2c3+a3b2+b4c+abc3+a3bc+b3c2+ac4 a3bc+ab3c+abc3+2a2b2c+2a2bc2+2ab2c2
Rendezve:
(a4b+b3c2-2a2b2c)+(b4c+c3a2-2ab2c2)+(c4a+a3b2-2a2bc2) 0
Ez pedig nyilvánvalóan igaz, mert ez átírható a következő alakra:
b(a2-bc)2+c(b2-ac)2+a(c2-ab)2 0
Egyenlőség akkor áll fenn, ha minden tag 0. Minden tag egy szorzat, ezért az egyenlőségnek az a feltétele, hogy minden tényező valamelyik tagja 0. Nézzük meg az eredeti egyenletet abban az esetben, ha pl. c=0, ekkor a bizony1tandó egyenlet az a3b 0 alakra egyszerűsödik. Vagyis ha van nulla a számok közt, akkor egyenlőség áll fenn, amennyiben van köztük még legalább egy másik nulla is.
Ha nincs nulla a számok közt, akkor pedig az a2=bc,b2=ac,c2=ab egyenlőségek mindegyikének kell teljesülnie, de ha feltesszük, hogy c a legnagyobb, és c2=ab, abból rögtön következik, hogy a=b=c. Tehát az (a,a,a) és az (a,0,0) számpárok esetén van egyenlőség.
|