\(a^{2}\)+\(b^{2}\)=\(c^{2}\)ならば、\(a^{3}\)+\(b^{3}\)<\(c^{3}\)であることを示せ。
★完全解答希望★
\(a^{2}\)+\(b^{2}\)=\(c^{2}\)ならば、\(a^{3}\)+\(b^{3}\)<\(c^{3}\)であることを示せ。
★完全解答希望★
何か条件抜けてませんか?
たとえばa,b,cは正とか
反例 a=3,b=4,c=-5
「a, b, c が正の数のとき」というような前提条件があるはずです。
そうでないと,この不等式が成り立たない場合がでてきます。
a>0, b>0, c>0 が \(a^{2}\)+\(b^{2}\)=\(c^{2}\) をみたしているとします。
ここで,a≦b として一般性を失いません。
そうすると,\(a^{3}\)≦\(a^{2}\)b ですから,
\(a^{3}\)+\(b^{3}\)≦\(a^{2}\)b+\(b^{3}\)=(\(a^{2}\)+\(b^{2}\))b=b\(c^{2}\).
また,\(a^{2}\)>0 より \(b^{2}\)<\(a^{2}\)+\(b^{2}\)=\(c^{2}\). b, c ともに正の数なので,
これより b<c. よって b\(c^{2}\)<\(c^{3}\).
以上より,\(a^{3}\)+\(b^{3}\)≦b\(c^{2}\)<\(c^{3}\).
まず条件が足りません。
a,b,cはどれも正の数
という条件で回答します。
(\(a^{2}\)+\(b^{2}\)\()^{3}\)-(\(a^{3}\)+\(b^{3}\)\()^{2}\)を計算して
3\(a^{2}\)\(b^{2}\)[{a-(\(\frac{b}{3}\))}^2+(\(\frac{8}{9}\))\(b^{2}\)]>0を得ます。
すなわち
(\(a^{3}\)+\(b^{3}\)\()^{2}\)<\(c^{6}\)
a,b,cはどれも正の数だから
題意が満たされました。
(別解)
\(a^{2}\)+\(b^{2}\)=cより
a<cかつb<cに気付けば計算も楽になります。
\(c^{3}\)=c(\(a^{2}\)+\(b^{2}\))=c\(a^{2}\)+c\(b^{2}\)>a\(a^{2}\)+b\(b^{2}\)=\(a^{3}\)+\(b^{3}\)