Bài 16. Cho các số nguyên dương a, b, c thỏa mãn\(\frac{a}{b}=\frac{c}{d}\) ;Chứng minh rằng\(\frac{a^3-2b^3+c^3}{a+b+c}\) là số nguyên
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Ta có: \(\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+c}+\frac{c}{c+d}+\frac{d}{d+a}\)
\(>\frac{a}{a+b+c+d}+\frac{b}{a+b+c+d}+\frac{c}{a+b+c+d}+\frac{d}{a+b+c+d}\)
\(=\frac{a+b+c+d}{a+b+c+d}=1\)
Tương tự ta cũng chứng minh được \(\frac{b}{a+b}+\frac{c}{b+c}+\frac{d}{c+d}+\frac{a}{d+a}>1\)
mà \(\left(\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+c}+\frac{c}{c+d}+\frac{d}{d+a}\right)+\left(\frac{b}{a+b}+\frac{c}{b+c}+\frac{d}{c+d}+\frac{a}{d+a}\right)\)
\(=\frac{a+b}{a+b}+\frac{b+c}{b+c}+\frac{c+d}{c+d}+\frac{d+a}{d+a}=4\)
\(\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+c}+\frac{c}{c+d}+\frac{d}{d+a}\)là số nguyên
do đó \(\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+c}+\frac{c}{c+d}+\frac{d}{d+a}=2\)
\(\Leftrightarrow1-\frac{a}{a+b}-\frac{b}{b+c}+1-\frac{c}{c+d}-\frac{d}{d+a}=0\)
\(\Leftrightarrow\frac{b}{a+b}-\frac{b}{b+c}+\frac{d}{c+d}-\frac{d}{d+a}=0\)
\(\Leftrightarrow\frac{b\left(c-a\right)}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}+\frac{d\left(a-c\right)}{\left(c+d\right)\left(d+a\right)}=0\)
\(\Leftrightarrow b\left(c+d\right)\left(d+a\right)-d\left(a+b\right)\left(b+c\right)=0\)(vì \(a\ne c\))
\(\Leftrightarrow\left(b-d\right)\left(ac-bd\right)=0\)
\(\Leftrightarrow ac=bd\)(vì \(b\ne d\))
Khi đó \(abcd=ac.ac=\left(ac\right)^2\)là số chính phương.
Bạn đưa về như họ là đc , mk thử giúp bạn
(2a + b)/(a+b) = (a+a+b)/(a+b) = a/(a+b) + (a+b)/(a+b) = a/(a+b) + 1
Ở câu hỏi tương tự người ta đưa về dạnh này
Ta có :
\(\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+c}+\frac{c}{c+d}+\frac{d}{d+a}=2\)
\(\Rightarrow1-\frac{a}{a+b}-\frac{b}{b+c}+1-\frac{c}{c+d}-\frac{d}{d+a}=0\)
\(\Leftrightarrow\frac{b}{a+b}-\frac{b}{b+c}+\frac{d}{c+d}-\frac{d}{d+a}=0\)
\(\Leftrightarrow\frac{b\left(c-a\right)}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}+\frac{d\left(a-c\right)}{\left(c+d\right)\left(d+a\right)}=0\)
\(\Leftrightarrow b\left(c+d\right)\left(d+a\right)+d\left(a+b\right)\left(b+c\right)=0\)( vì c khác a )
\(\Leftrightarrow abc-acd+bd^2-b^2d=0\)
\(\Leftrightarrow\left(b-d\right)\left(ac-bd\right)=0\)
\(\Leftrightarrow ac-bd=0\)
\(\Leftrightarrow ac=bd\)
\(\Rightarrow abcd=\left(ac\right)\left(bd\right)=\left(ac\right)^2\)
Vậy ......................................
Áp dụng BĐT cô si với hai số không âm, Ta có:
\(\left(a+b+c\right)^2=1\ge4a\left(b+c\right)\)
\(\Leftrightarrow b+c\ge4a\left(b+c\right)^2\)
Mà \(\left(b+c\right)^2\ge4bc\forall b,c\ge0\)
\(\Rightarrow b+c\ge16abc\)
Dấu "=" xảy ra khi:
\(\hept{\begin{cases}a+b+c=1\\b=c\\a=b+c\end{cases}}\Rightarrow\hept{\begin{cases}a=\frac{1}{2}\\b=c=\frac{1}{4}\end{cases}}\)
\(\Leftrightarrow\left(a+b+c\right)\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)\ge9\)
\(\Leftrightarrow3+\left(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\right)+\left(\frac{b}{c}+\frac{c}{b}\right)+\left(\frac{c}{a}+\frac{a}{c}\right)\ge9\)
\(\Leftrightarrow\left(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\right)+\left(\frac{b}{c}+\frac{c}{b}\right)+\left(\frac{c}{a}+\frac{a}{c}\right)\ge6\)
Áp dụng BĐT Cô si với 2 số dương ta có:
\(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\ge2,\frac{b}{c}+\frac{c}{b}\ge2,\frac{c}{a}+\frac{a}{c}\ge2\)
\(\Leftrightarrow\left(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\right)+\left(\frac{b}{c}+\frac{c}{b}\right)+\left(\frac{c}{a}+\frac{a}{c}\right)\ge6\)(đúng)
\(\Leftrightarrow\left(a+b+c\right)\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)\ge9\)
\(\Leftrightarrow\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\ge9\)(do a+b+c=1)
Thay \(a+b+c\) vào \(A\) ta được:
\(A=\frac{a}{2017-c}+\frac{b}{2017-a}+\frac{c}{2017-b}\)
\(=\frac{a}{a+b+c-c}+\frac{b}{a+b+c-a}+\frac{c}{a+b+c-b}\)
\(=\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+c}+\frac{c}{a+c}\)
Ta có:
\(\frac{a}{a+b}< \frac{a+b}{a+b+c}\)
\(\frac{b}{b+c}< \frac{b+a}{a+b+c}\)
\(\frac{c}{c+a}< \frac{c+b}{a+b+c}\)
Cộng vế với vế ta được:
\(A=\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+c}+\frac{c}{c+a}< \frac{a+c}{a+b+c}+\frac{b+a}{a+b+c}+\frac{c+b}{a+b+c}\)\(=\frac{2\left(a+b+c\right)}{a+b+c}=2\)
\(\Rightarrow A< 2\left(1\right)\)
Lại có:
\(\frac{a}{a+b}>\frac{a}{a+b+c}\)
\(\frac{b}{b+c}>\frac{b}{a+b+c}\)
\(\frac{c}{c+a}>\frac{c}{a+b+c}\)
Cộng vế với vế ta lại được:
\(A=\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+c}+\frac{c}{c+a}>\frac{a}{a+b+c}+\frac{b}{a+b+c}+\frac{c}{a+b+c}\)\(=\frac{a+b+c}{a+b+c}=1\)
\(\Rightarrow A>1\left(2\right)\)
Từ \(\left(1\right);\left(2\right)\Rightarrow1< A< 2\)
Vậy \(A\) không phải là số nguyên (Đpcm)
cái này chứng minh 1 < A < 2. mình chỉ bít chứng minh 1 < A thui
Ta có \(\frac{a}{2017-c}>\frac{a}{2017};\frac{b}{2017-a}>\frac{b}{2017};\frac{c}{2017-b}>\frac{c}{2017}\)
suy ra \(A>\frac{a}{2017}+\frac{b}{2017}+\frac{c}{2017}=\frac{2017}{2017}=1\)
=> A > 1
- Ta có \(a b = c d\), suy ra \(a = \frac{c d}{b}\). Thay \(a\) vào biểu thức cần chứng minh:
\(\frac{\left(\right. \frac{c d}{b} \left.\right)^{3} - 2 b^{3} + c^{3}}{\frac{c d}{b} + b + c} = \frac{\frac{c^{3} d^{3}}{b^{3}} - 2 b^{3} + c^{3}}{\frac{c d + b^{2} + b c}{b}} = \frac{c^{3} d^{3} - 2 b^{6} + c^{3} b^{3}}{b^{2} \left(\right. c d + b^{2} + b c \left.\right)}\) - Để biểu thức trên là một số nguyên, ta cần chứng minh rằng tử chia hết cho mẫu. Ta có thể viết lại tử như sau: \(c^{3} d^{3} - 2 b^{6} + c^{3} b^{3} = c^{3} \left(\right. d^{3} + b^{3} \left.\right) - 2 b^{6}\) Và mẫu là: \(b^{2} \left(\right. c d + b^{2} + b c \left.\right)\) Ta lại có \(c d = a b\), nên mẫu trở thành: \(b^{2} \left(\right. a b + b^{2} + b c \left.\right) = b^{3} \left(\right. a + b + c \left.\right)\) - Vậy biểu thức ban đầu trở thành: \(\frac{c^{3} \left(\right. d^{3} + b^{3} \left.\right) - 2 b^{6}}{b^{3} \left(\right. a + b + c \left.\right)}\) - Ta cần chứng minh \(c^{3} \left(\right. d^{3} + b^{3} \left.\right) - 2 b^{6}\) chia hết cho \(b^{3} \left(\right. a + b + c \left.\right)\).- Vì \(a b = c d\), ta có \(d = \frac{a b}{c}\). Thay \(d\) vào biểu thức trên:
\(\frac{c^{3} \left(\right. \left(\right. \frac{a b}{c} \left.\right)^{3} + b^{3} \left.\right) - 2 b^{6}}{b^{3} \left(\right. a + b + c \left.\right)} = \frac{c^{3} \left(\right. \frac{a^{3} b^{3}}{c^{3}} + b^{3} \left.\right) - 2 b^{6}}{b^{3} \left(\right. a + b + c \left.\right)} = \frac{a^{3} b^{3} + c^{3} b^{3} - 2 b^{6}}{b^{3} \left(\right. a + b + c \left.\right)}\) \(= \frac{b^{3} \left(\right. a^{3} + c^{3} - 2 b^{3} \left.\right)}{b^{3} \left(\right. a + b + c \left.\right)} = \frac{a^{3} + c^{3} - 2 b^{3}}{a + b + c}\) - Vậy ta cần chứng minh \(\frac{a^{3} + c^{3} - 2 b^{3}}{a + b + c}\) là một số nguyên. Ta có thể viết lại như sau: \(\frac{a^{3} + c^{3} - 2 b^{3}}{a + b + c} = \frac{a^{3} + c^{3} + b^{3} - 3 b^{3}}{a + b + c} = \frac{a^{3} + b^{3} + c^{3} - 3 b^{3}}{a + b + c}\) - Ta biết rằng \(a^{3} + b^{3} + c^{3} - 3 a b c = \left(\right. a + b + c \left.\right) \left(\right. a^{2} + b^{2} + c^{2} - a b - b c - c a \left.\right)\). Trong trường hợp này, ta có: \(\frac{a^{3} + c^{3} - 2 b^{3}}{a + b + c} = \frac{a^{3} + c^{3} + b^{3} - 3 b^{3}}{a + b + c}\) - Để chứng minh biểu thức này là một số nguyên, ta cần chứng minh \(a^{3} + c^{3} - 2 b^{3}\) chia hết cho \(a + b + c\).- Ta có thể viết lại \(a^{3} + c^{3} - 2 b^{3} = \left(\right. a^{3} - b^{3} \left.\right) + \left(\right. c^{3} - b^{3} \left.\right) = \left(\right. a - b \left.\right) \left(\right. a^{2} + a b + b^{2} \left.\right) + \left(\right. c - b \left.\right) \left(\right. c^{2} + c b + b^{2} \left.\right)\).
- Để biểu thức này chia hết cho \(a + b + c\), cần có một mối liên hệ cụ thể giữa \(a , b , c\). Tuy nhiên, với thông tin \(a b = c d\), ta chưa thể suy ra điều này một cách trực tiếp.