Задача
Известно, что a + b + c = 0, a2 + b2 + c2 = 1. Найдите a4 + b4 + c4.
Решение
Решение 1:a4 + b4 + c4 = (a + b + c)4 + 4abc(a + b + c) + 2(ab + bc + ac)2 – 4(a + b + c)2(ab + bc + ac) (см. задачу 161030 е). При наших условиях
a4 + b4 + c4 = 2·(½)2 = ½.
Решение 2:a + b = – c, a2 + b2 = 1 – c2. Отсюда 2ab = (a + b)2 – (a2 + b2) = 2c2 – 1,
a4 + b4 + c4 = (a2 + b2)2 – 2a2b2 + c4 = (1 – c2)2 – ½ (2c2 – 1)2 + c4 = (1 – 2c2 + c4) – (2c4 – 2c2 + ½) + c4 = ½.
Решение 3:Заметим, что 2(ab + bc + ac) = (a + b + c)2 – (a2 + b2 + c2) = –1. Положим q = abc. Числа a, b, c являются корнями уравнения
x3 – ½ x – q = 0. Каждый корень этого уравнения удовлетворяет соотношению x4 = x(½ x + q) = ½ x2 + qx. Поэтому
a4 + b4 + c4 = ½ (a2 + b2 + c2) + q(a + b + c) = ½.
Ответ
½.
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь