Монгол Бодлогын Сан
Эх хэлээрээ суралцаж, эх хэлээрээ мэдлэгээ түгээе.
ММК-2, 10.2
$a,b,c\in\mathbb C$ ялгаатай ба $|a|+|b|+|c|=1$ бол $$|(a+b)(b+c)(c+a)|<\dfrac{8}{27}$$ гэж батал.
Бодлогын төрөл: Уламжлалт
Бодлогыг оруулсан: Балхүүгийн Батбаясгалан
Бодолт
Заавар: $\dfrac{|a+b|}{2}$, $\dfrac{|b+c|}{2}$, $\dfrac{|c+a|}{2}$ тоонуудад Кошийн тэнцэтгэл биш бич.
Бодолт: $$1=|a|+|b|+|c|=\dfrac{|a|+|b|}{2}+\dfrac{|b|+|c|}{2}+\dfrac{|c|+|a|}{2}\ge\dfrac{|a+b|}{2}+\dfrac{|b+c|}{2}+\dfrac{|c+a|}{2}$$
ба Кошийн тэнцэтгэл бишээр
$$\dfrac{|a+b|}{2}+\dfrac{|b+c|}{2}+\dfrac{|c+a|}{2}\ge 3\sqrt[3]{\dfrac{|a+b|}{2}\cdot\dfrac{|b+c|}{2}\cdot\dfrac{|c+a|}{2}}$$
тул
$$\dfrac{2}{3}\ge\sqrt[3]{|a+b|\cdot|b+c|\cdot|c+a|}\Leftrightarrow |(a+b)(b+c)(c+a)|\le\dfrac{8}{27}$$
болно. Тэнцэлдээ хүрэх нөхцөл нь
$$|a+b|=|b+a|=|c+a|=|a|+|b|=|b|+|c|=|c|+|a|=\dfrac{2}{3}$$
боловч ялгаатай тоонуудын хувьд биелэх боломжгүй юм. Учир нь $|a+b|=|a|+|b|$ нөхцөл зөвхөн $a$, $b$ тоонууд ижил аргументтай үед л биелэх ба бүгд ижил аргументтай үед
$$|a|+|b|=|b|+|c|=|c|+|a|=\dfrac{2}{3}$$
нөхцөлөөс
$$|a|=|b|=|c|=\dfrac13$$
гэж гарах тул өгөгдсөн тоонууд тэнцүү болоход хүрнэ. Иймд тэнцэтгэл биш тэнцэлдээ хүрэх боломжгүй буюу
$$|(a+b)(b+c)(c+a)|<\dfrac{8}{27}$$
болж батлагдав.