Feladat: Gy.1879 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Füzet: 1980/május, 213. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Harmadfokú (és arra visszavezethető) egyenletrendszerek, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1980/január: Gy.1879

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

I. megoldás. Ha az x,y,z közül legalább az egyik nulla, akkor az egyenletekből következően mindegyik az, és x=y=z=0 nyilván megoldás. Tehát feltehetjük, hogy az x,y,z közül egyik sem nulla. Összeszorozva a három egyenletet, a kapott egyenlet mindkét oldalát (1+x2)(1+y2)(1+z2)-tel szorozva (ez biztosan nem nulla) és xyz-vel osztva (ez sem nulla) kapjuk:

8xyz=(1+x2)(1+y2)(1+z2).
Mivel tetszőleges a számra 0(1-a)2=1-2a+a2, tehát 2a1+a2, és itt egyenlőség csak a=1 értékre állhat:
2x2y2z(1+x2)(1+y2)(1+z2),
és egyenlőség csak x=y=z=1 esetben teljesül.
Tehát az egyenletrendszernek két megoldása van: az x=y=z=0 és az x=y=z=1.
 

II. megoldás. Az egyenletek bal oldala nemnegatív, így feltehetjük, hogy x0;y0;z0.
Mivel (1-a)2=1-2a+a20,1+a22a, tehát ha a0, akkor
2a21+a2a,
és pontosan akkor van egyenlőség, ha a=0 vagy a=1.
Ezt felhasználva fennáll a következő egyenlőtlenség-lánc:
y=2x21+x2x=2z21+z2z=2y21+y2y.
Ez csak úgy lehet, ha mindenütt egyenlőség teljesül. Ez ‐ mint láttuk ‐ csak x=y=z=0 vagy x=y=z=1 mellett áll fenn, ezek valóban megoldásai az egyenletnek.