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一道超难的数学题,急急急???

设a,b,c为正实数,且满足abc=1,证明(a-1+1/b)(b-1+1/c)(c-1+1/a)<1

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2005-07-18

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    设a,b,c为正实数,且满足abc=1,证明(a-1+1/b)(b-1+1/c)(c-1+1/a)≤1。 如果(a-1+1/b)、(b-1+1/c)、(c-1+1/a)都大于0, 只要用几何平均值不会超过算术平均值:即对任正数x、y、z,有: xyz≤[(x+y+z)/3]^3 因为(a-1+1/b)+(b-1+1/c)+(c-1+1/a)=(a+1/a)+(b+1/b)+(c+1/c)-3≥2+2+2-3=3 所以(a-1+1/b)(b-1+1/c)(c-1+1/a)≤(3/3)^3=1; 如果(a-1+1/b)、(b-1+1/c)、(c-1+1/a)中有一个小于0或三个都小于0,则乘积 (a-1+1/b)(b-1+1/c)(c-1+1/a)是负数,不等式成立; 那么(a-1+1/b)、(b-1+1/c)、(c-1+1/a)中是否可能恰有两个小于0呢?下面证明是不可能的: 不妨设a-1+1/b<0,b-1+1/c<0,即0<a+1/b<1,0<b+1/c<1同时成立(因为a,b,c都是正数,上面两个不等式的左端显然是成立的),即 0<a+1/b=a+abc/b=a+ac<1,0<b+1/c=b+abc/c=b+ab<1同时成立,就有 0<(a+ac)(b+ab)<1,即0<ab+aab+abc+aabc=ab+aab+1+aabc<1, 从而有ab+aab+aabc<0与a,b,c都是正数矛盾,于是得证。
     综上所述,在所给条件下,不等式(a-1+1/b)(b-1+1/c)(c-1+1/a)≤1成立。

2005-07-18

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    1.I=(a-1+1/b)(b-1+1/c)(c-1+1/a)=(ab-b+1)/b(b-1+ab)(1/ab-1+1/a)= =(ab-b+1)(b-1+ab)(1-ab+b)/(ab^2) ab-b+1,b-1+ab,1-ab+b,3项中至少有2个>0,若有1项<0, 则I≤0<1。
     2.设ab-b+1≥0,b-1+ab≥0,1-ab+b≥0 由ab和b的对称性可设ab≤b,==》1≥1-ab+b≥0,b-1+ab≥0。 设A= b-1+ab,B=-ab+b==》1≥B≥0,A≥0==》 b=(A+B+1)/2,ab=(A-B+1)/2==》 I=4A(1-B^2)/(A+B+1)(A-B+1)则 I≤1《==》4A(1-B^2)≤(A+B+1)(A-B+1)=A^2+2A+1- B^2 《==》B^2(1- 4A)≤(A-1)^2 (1) 3.A ≥1/4==》B^2(1- 4A)≤0≤(A-1)^2。
     4.0≤A ≤1/4==》B^2(1- 4A)≤1- 4A≤1-2A+A^2=(A-1)^2 所以不等式(a-1+1/b)(b-1+1/c)(c-1+1/a) ≤1成立。
   a=b=c=1,等式成立。 。

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