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已知x,y,z∈R,且x+y+z=1,x2+y2+z2=12,证明:x,y,z∈[0,23]

提问网友 发布时间:2024-10-17 23:01
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1个回答
热心网友 回答时间:2024-10-29 18:49
解答:证法一:由x+y+z=1,x2+y2+z2=12,得x2+y2+(1-x-y)2=12,整理成关于y的一元二次方程得:
2y2-2(1-x)y+2x2-2x+12=0,∵y∈R,故△≥0
∴4(1-x)2-4×2(2x2-2x+12)≥0,得0≤x≤23,∴x∈[0,23]
同理可得y,z∈[0,23]
证法二:设x=13+x′,y=13+y′,z=13+z′,则x′+y′+z′=0,
于是12=(13+x′)2+(13+y′)2+(13+z′)2
=13+x′2+y′2+z′2+23(x′+y′+z′)
=13+x′2+y′2+z′2≥13+x′2+(y′+z′)22=13+32x′2
故x′2≤19,x′∈[-13,13],x∈[0,23],
同理y,z∈[0,23]
证法三:设x、y、z三数中若有负数,不妨设x<0,则x2>0,12=x2+y2+z2≥x2+(y+z)22=(1?x)22+x2=32x2?x+12>12,矛盾.
x、y、z三数中若有最大者大于23,不妨设x>23,则12=x2+y2+z2≥x2+(y+z)22=x2+(1?x)22=32x2-x+12
=32x(x-23)+12>12,矛盾.
故x、y、z∈[0,23]

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