Упр.759 ГДЗ Колягин Ткачёва 9 класс (Алгебра)
- Доказать, что для любых чисел $$a$$, $$b$$, $$c$$ справедливо неравенство:
1) $$a^2+b^2+c^2-2a+4b-6c+14\geq 0$$;
2) $$(a+b+c)^2\geq 3(ab+bc+ca)$$;
3) $$(a+b-c)^2+(b+c-a)^2+(a+c-b)^2\geq ab+bc+ca$$.
Преобразуем левую часть:
$$a^2+b^2+c^2-2a+4b-6c+14=(a-1)^2+(b+2)^2+(c-3)^2.$$Так как квадрат любого числа неотрицателен, то
$$(a-1)^2+(b+2)^2+(c-3)^2 \ge 0.$$
Следовательно,
$$a^2+b^2+c^2-2a+4b-6c+14 \ge 0.$$Раскроем скобки:
$$(a+b+c)^2=a^2+b^2+c^2+2ab+2ac+2bc.$$
Тогда неравенство
$$(a+b+c)^2 \ge 3(ab+bc+ca)$$
равносильно
$$a^2+b^2+c^2-ab-ac-bc \ge 0.$$Умножим на $$2$$:
$$2a^2+2b^2+2c^2-2ab-2ac-2bc \ge 0.$$
Это можно записать так:
$$(a-b)^2+(b-c)^2+(c-a)^2 \ge 0.$$Значит,
$$(a+b+c)^2 \ge 3(ab+bc+ca).$$Раскроем скобки:
$$(a+b-c)^2+(b+c-a)^2+(a+c-b)^2$$
$$= (a^2+b^2+c^2+2ab-2ac-2bc)$$
$$\quad +(a^2+b^2+c^2-2ab-2ac+2bc)$$
$$\quad +(a^2+b^2+c^2-2ab+2ac-2bc).$$Получаем:
$$(a+b-c)^2+(b+c-a)^2+(a+c-b)^2=3(a^2+b^2+c^2)-2(ab+bc+ca).$$Тогда
$$(a+b-c)^2+(b+c-a)^2+(a+c-b)^2-(ab+bc+ca)$$
$$=3(a^2+b^2+c^2)-3(ab+bc+ca)$$
$$=3(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca).$$А выражение
$$a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca$$
неотрицательно, так как
$$2(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca)=(a-b)^2+(b-c)^2+(c-a)^2 \ge 0.$$
Значит,
$$(a+b-c)^2+(b+c-a)^2+(a+c-b)^2 \ge ab+bc+ca.$$
Ответ
Все три неравенства верны:
$$a^2+b^2+c^2-2a+4b-6c+14 \ge 0,$$
$$(a+b+c)^2 \ge 3(ab+bc+ca),$$
$$(a+b-c)^2+(b+c-a)^2+(a+c-b)^2 \ge ab+bc+ca.$$












