Назад
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 = xx + 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

Комментариев нет