Zoznam úloh

5. Krátke Medzinárodné Stretnutie $\left(\kappa \le 6\right)$

Zadanie

Kombistanci boli šokovaní a znechutení rozprávaním Petra Senova. Rozhodli sa teda vyslať delegáciu za kráľom Kardánom Abelom Gaussom Hornerom, aby mu zvestovala ich obavy. V trónnej sále Al-Gebry však čakalo ďalšie nepríjemné prekvapenie. Počas rozprávania delegácie si kráľ niečo šepkal so svojim vezírom. Nakoniec rozprávanie ukončil nesúvisiacou otázkou.

„Existujú také reálne čísla $x, y, z$, že $$\frac{1}{(x-y)(x+y)}+\frac{1}{(y-z)(y+z)}+\frac{1}{(z-x)(z+x)}=0\text{?“}$$

Opravovatelia

Mati [email protected]

Sebík [email protected]

Na začiatok si uvedomme, že $x\neq y$ a $x \neq -y$. Podobne pre ostatné dvojice, inak by výraz v menovateli nebol definovaný. Dobre, roznásobme zátvorky v menovateľoch a upravme na spoločný menovateľ. Dostávame $$\frac{(y^2-z^2)(z^2-x^2)+(x^2-y^2)(z^2-x^2)+(x^2-y^2)(y^2-z^2)}{(x^2-y^2)(y^2-z^2)(z^2-x^2)}=0.$$

Teraz môžeme rovnicu vynásobiť nenulovým menovateľom a dostávame tvar $$(y^2-z^2)(z^2-x^2)+(x^2-y^2)(z^2-x^2)+(x^2-y^2)(y^2-z^2)=0.$$

Ďalej sa dalo postupovať rôzne, no ukazuje sa, že relatívne pekne fungovalo zatnúť zuby a roznásobiť to1. My zatneme zuby a dostaneme $$(y^2z^2-z^4-x^2y^2+x^2z^2)+(x^2z^2-y^2z^2-x^4+x^2y^2)+(x^2y^2-y^4-z^2x^2+z^2y^2)=0.$$

Sčítame rovnaké členy, prenásobíme $-1$ a dostávame $$x^4+y^4+z^4-y^2z^2-x^2y^2-x^2z^2=0$$

Nasleduje drobný trik, ktorý je hlavnou pointou celej úlohy a vcelku sa ho oplatí poznať. Prenásobením rovnice dvomi a preusporiadaním dostávame $$x^4-2x^2y^2+y^4+y^4-2y^2z^2+z^4+z^4-2z^2x^2+x^4=0,$$ čo vieme upraviť na štvorce a dostať $$(x^2-y^2)^2+(y^2-z^2)^2+(z^2-x^2)^2=0.$$

Tento výraz má riešenie, iba ak $x^2=y^2$, tzn. $x=y$ alebo $x=-y$. Avšak na začiatku sme si povedali, že žiaden z týchto prípadov nespĺňa pôvodnú rovnicu, lebo preň nie je definovaná.


  1. No pain, no gain. Avšak dalo sa to spraviť aj bez toho 

Pre odovzdávanie sa musíš prihlásiť.
Trojsten

Korešpondenčný matematický seminár zastrešuje občianske združenie Trojsten.

Kontakt
Ďalšie projekty