Rozwiązane

Udowodnij, ze jezeli liczby [tex]a^{2} , b^{2} , c^{2}[/tex] sa kolejnymi wyrazami ciagu arytmetycznego o roznicy roznej od 0, to liczby [tex]\frac{1}{b+c} , \frac{1}{c+a} , \frac{1}{a+b}[/tex] sa w podanej kolejnosci rowniez wyrazami ciagu arytmetycznego



Odpowiedź :

Odpowiedź:

a²,b²,c²= kolejne wyrazy ciagu arytmetycznego

korzystajac ze wzoru na wyraz srodkowy c. arymet. masz :

b²= ( a²+c²)/2            /*2

2b²=a²+c²     wiemy, że to prawda, bo pierwszy ciąg jest na pewno arytmetyczny

.......................

podobnie :

1/( c+a) = [ 1/(b+c) + 1/( a+b) ] /2            /*2

2/( c+a) = ( a+b+ b+c) / (b+c)(a+b) =

2/(a+c) =(a+2b+c)/[(b+c)(a+b)]   sprowadziłam do wspólnego mianownika, teraz mnoże na krzyż:

2(b+c)(a+b)= (a+c)( a+2b+c)

2(ab+b²+ac+bc)=a²+2ab+ac+ac+2bc+c²

2ab+2b²+2ac+2bc= a²+2ab+2ac+2bc+c²        2ab, 2bc , 2ac się nam zredukuje i zostaje:   2b²= a²+c², a co widać powyżej jest prawdziwe, dlatego drugi ciąg jest też arytmetyczny

Szczegółowe wyjaśnienie:

W ciągu arytmetycznym n-ty wyraz jest równy średniej arytmetycznej wyrazów sąsiednich

[tex]a_n = \frac{a_{n - 1} + a_{n+1}}{2}[/tex]

Czyli w naszym przypadku:

[tex]b^2 = \frac{a^2 + c^2}{2}\\2b^2 = a^2 + c^2[/tex]

Jeśli liczby [tex]\frac{1}{b + c}[/tex], [tex]\frac{1}{c + a}[/tex] oraz [tex]\frac{1}{a + b}[/tex] stanowią kolejne wyrazy innego ciągu arytmetycznego, to zachodzi prawidłowość:

[tex]2 \cdot \frac{1}{c+a} = \frac{1}{b + c} + \frac{1}{a + b}[/tex]

[tex]\frac{1}{b + c} + \frac{1}{a + b} =\\\frac{a+b + b+ c}{(b + c)(a + b)} =\\\frac{a + 2b + c}{ab + b^2 + ac + bc}[/tex]

[tex]2(ab + b^2 + ac + bc) = (a +c)(a + 2b + c)\\2ab + 2b^2 + 2ac + 2bc = a^2 + 2ab + ac + ac + 2bc + c^2\\2b^2 = a^2 + 2ab - 2ab + 2ac - 2ac + 2bc - 2bc + c^2\\2b^2 = a^2 + c^2[/tex]

Jak widać uzyskaliśmy równanie spójne z tym wcześniejszym. Tym samym dowiedliśmy prawdziwości hipotezy postawionej w treści pytania. :)