cho các số nguyên a,b,c thỏa mãn abc=1 và \(\frac{1}{a}\)+\(\frac{1}{b}\)+\(\frac{1}{c}\)=\(\frac{1}{2021}\)CMR M=(1+a2)(1+b2)(1+c2) là số chính phương
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
\(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}=\frac{1}{abc}\Rightarrow\frac{ab+bc+ca}{abc}=\frac{1}{abc}\Rightarrow ab+bc+ca=1\)
Khi đó: \(\left(1+a^2\right)\left(1+b^2\right)\left(1+c^2\right)=\left[ab+bc+ca+a^2\right]\left[ab+bc+ca+b^2\right]\left[ab+bc+ca+c^2\right]\)
\(=\left[a\left(a+b\right)+c\left(a+b\right)\right]\left[b\left(a+b\right)+c\left(a+b\right)\right]\left[b\left(a+c\right)+c\left(a+c\right)\right]\)
\(=\left(a+b\right)^2\left(a+c\right)^2\left(b+c\right)^2\)là số chính phương.
Ta có:
\(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}=\frac{1}{c}\Leftrightarrow\left(a+b\right)c=ab\Leftrightarrow ab-bc-ab=0\)
Hay \(ab-bc-ab+c^2=c^2\Leftrightarrow\left(b-c\right)\left(a-c\right)=c^2\)
Nếu \(\left(b-c;a-c\right)=d\ne1\Rightarrow c^2=d^2\left(loai\right)\)
Vậy \(\left(b-c;a-c\right)=1\Rightarrow c-b;c-a\) là 2 số chính phương
Đặt \(b-c=n^2;a-c=m^2\)
\(\Rightarrow a+b=b-c+a-c+2c=m^2+n^2+2mn=\left(m+n\right)^2\) là số chính phương
để chứng minh 1 trong 3 số a,b,c là lập phương của 1 số hữu tỉ ta sẽ chứng minh \(\sqrt[3]{a};\sqrt[3]{b};\sqrt[3]{c}\) có ít nhất 1 số hữu tỉ
đặt \(\hept{\begin{cases}x=\frac{a}{b^3}\\y=\frac{b}{c^3}\\z=\frac{c}{a^3}\end{cases}\Rightarrow\hept{\begin{cases}\frac{1}{x}=\frac{b^3}{a}\\\frac{1}{y}=\frac{c^3}{b}\\\frac{1}{z}=\frac{a^3}{b}\end{cases}}}\)
do abc=1 => xyz=1 (1)
từ đề bài => \(x+y+z=\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}\)
\(\Rightarrow x+y+z=xy+yz+xz\left(xyz\ge1\right)\left(2\right)\)
Từ (1)(2) => \(xyz+\left(x+y+z\right)-\left(xy+yz+zx\right)-1=0\)
\(\Leftrightarrow\left(x-1\right)\left(y-1\right)\left(z-1\right)=0\)
vậy \( {\displaystyle \displaystyle \sum }x=1 \) chẳng hạn, => \(a=b^3\)
\(\Rightarrow\sqrt[3]{a}=b\)mà b là số hữu tỉ
Vậy trong 3 số \(\sqrt[3]{a};\sqrt[3]{b};\sqrt[3]{c}\)có ít nhất 1 số hữu tỉ (đpcm)
\(\left(a+b+c\right)\left(\frac{1}{a+b}+\frac{1}{b+c}+\frac{1}{c+a}\right)\)
\(=\frac{a+b+c}{a+b}+\frac{a+b+c}{b+c}+\frac{a+b+c}{c+a}\)
\(=1+\frac{c}{a+b}+1+\frac{a}{b+c}+1+\frac{b}{c+a}\)
\(=3+Q\)
Suy ra \(3+Q=1\Leftrightarrow Q=-2\).
\(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}=\frac{1}{a+b+c}\)
\(\Leftrightarrow\frac{ab+bc+ca}{abc}=\frac{1}{a+b+c}\)
\(\Rightarrow\left(ab+bc+ca\right)\left(a+b+c\right)=abc\)
\(\Leftrightarrow ab^2+a^2b+ac^2+a^2c+bc^2+b^2c+2abc=0\)
\(\Leftrightarrow ab^2+a^2b+ac^2+bc^2+a^2c+abc+b^2c+abc=0\)
\(\Leftrightarrow\left(a+b\right)ab+c^2\left(a+b\right)+bc\left(a+b\right)+ac\left(a+b\right)=0\)
\(\Leftrightarrow\left(a+b\right)\left(c^2+ab+bc+ac\right)=0\)
\(\Leftrightarrow\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)=0\)
Vậy ta có các trường hợp: \(a=-b,c=0\)hoặc \(b=-c,a=0\)hoăc \(a=-c,b=0\).
Với từng trường hợp ta đều có đpcm.
Sửa đề: \(\hept{\begin{cases}\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}=\frac{1}{2021}\\abc=2021\end{cases}}\) thì \(M=\left(1+a^2\right)\left(1+b^2\right)\left(1+c^2\right)\) là số chính phương
Ta có: \(\hept{\begin{cases}\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}=\frac{1}{2021}\\abc=2021\end{cases}}\Rightarrow\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}=\frac{1}{abc}\)
\(\Leftrightarrow\frac{ab+bc+ca}{abc}=\frac{1}{abc}\Rightarrow ab+bc+ca=1\left(abc\ne0\right)\)
Khi đó ta có: \(\hept{\begin{cases}1+a^2=ab+bc+ca+a^2=\left(a+b\right)\left(a+c\right)\\1+b^2=\left(b+c\right)\left(b+a\right)\\1+c^2=\left(c+a\right)\left(c+b\right)\end{cases}}\)
Nhân vế với vế ta được:
\(M=\left(1+a^2\right)\left(1+b^2\right)\left(1+c^2\right)=\left[\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)\right]^2\)
=> M là số chính phương