Всесиб 2023, отборочный этап, 11 класс, задача 3

( баллов) Доказать, что для любых трёх положительных действительных чисел выполнено неравенство

Указать все тройки , для которых в нём достигается равенство.

Фото или PDF, до 20 МБ на файл, до 10 файлов. Ответ проверят вручную.
Войдите, чтобы проверять ответы
Ответ

Ответ. Все тройки положительных чисел , являющихся длинами сторон равнобедренного прямоугольного треугольника с катетами , то есть тройки , .

Доказательство.

1. Заметим, что, если являются длинами сторон некоторого треугольника, то есть когда каждая из трёх последних скобок произведения в правой части положительна, в правой части ввиду формулы Герона записано число , где — площадь этого треугольника. Следовательно, в этом случае неравенство из условия эквивалентно неравенству , где — длины некоторых двух сторон треугольника. Последнее неравенство следует из того, что

где — угол между сторонами длин и . Заметим, что знак равенства в неравенстве возможен только когда

и

то есть когда — длины сторон равнобедренного прямоугольного треугольника с катетами , .

2. Пусть теперь положительные числа не являются длинами сторон никакого треугольника, тогда ровно одна из скобок в произведении в правой части не положительна — та, которая соответствует вычитанию наибольшего из этих чисел. Следовательно, в этом случае произведение в правой части неравенства будет не положительно, а выражение в правой — положительно, поэтому неравенство выполняется и в этом случае. При этом и равенство не достигается.

1

Доказательство неравенства в случае, когда являются длинами сторон некоторого треугольника.

4
2

Доказательство в случае .

3
Максимум: 7

Похожие задачи

Всесиб 2026, отборочный этап, 11 класс, задача 2

(7 баллов) На отрезке AB с центром O, как на диаметре, построена полуокружность. На ней взята произвольная точка P, отличная от A и B, и отмечена точка M, являющаяся серединой дуги AP полуокружности. При этом считаем, что дуга AP меньше дуги BP. Точка пересечения прямой BP с прямой, параллельной PM,

Всесиб 2023, отборочный этап, 11 класс, задача 2

(7 баллов) Найти все четвёрки действительных чисел (a,b,c,d) таких, что a(b+c)=b(c+d)=c(d+a)=d(a+b).

Всесиб 2024, отборочный этап, 10 класс, задача 3

(7 баллов) Пусть ABC — остроугольный треугольник такой, что BC

Всесиб 2024, отборочный этап, 11 класс, задача 2

(7 баллов) а) Найти все значения параметра a, при которых разрешима система уравнений x+y2+z2=a, x2+y+z2=a, x2+y2+z=a. б) Решить систему при каждом из этих a.