奥数分式等式证明求助:已知三分式和为0,证其中一项为0
奥数分式等式证明求助:已知三分式和为0,证其中一项为0
我最近被一道中学奥数竞赛题难住了,题目是这样的:
已知数$a$、$b$、$c$满足 $\frac{a - b}{a + b} + \frac{b - c}{b + c} + \frac{c - a}{c + a} = 0$,求证这三个分式中必有一项等于0。
我用的课本给了个提示,但我实在摸不着头绪:
提示:先证明 $\frac{a - b}{a + b} + \frac{b - c}{b + c} + \frac{c - a}{c + a} = -\frac{(a - b)(b - c)(c - a)}{(a + b)(b + c)(c + a)}$
我尝试了好几种化简方式,都没能得到提示里的等式,更别说完成证明了,下面是我试出来的几个结果:
- 先把每个分式拆成两个分式相减:
$\frac{a}{{a + b}} - \frac{b}{{a + b}} + \frac{b}{{b + c}} - \frac{c}{{b + c}} + \frac{c}{{c + a}} - \frac{a}{{c + a}}$
整理后得到这样的分式:
$\implies \frac{a(b - c)(b + c) - b(c - a)(c + a) - c(a - b)(a + b)}{(a + b)(c + a)(b + c)}$ - 还有另一种整理后的分子形式:
$\implies \frac{ab(a + b) - bc(c - b) - ac(a + c)}{(a + b)(c + a)(b + c)}$ - 我也试过直接通分,将三个分式合并为一个,得到的分子是:
$\frac{{(a - b)(b + c)(c + a) + (b - c)(a + b)(c + a) + (c - a)(a + b)(b + c)}}{{(a + b)(b + c)(c + a)}}$
不管哪种路径,我都没法把分子转化成提示里的 $-(a - b)(b - c)(c - a)$,卡在这儿好几天了。有没有大佬能给点思路、启发或者其他解法呀?
备注:内容来源于stack exchange,提问作者curioushuman
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