Real numbers , and satisfy the conditions
Prove that .
Solution
Заметим сначала, что для любых различных чисел и выполняется неравенство
В самом деле, если , то неравенство (1) равносильно неравенству , которое верно; если же , то (1) равносильно неравенству .
Предположим, что . Тогда, разделив второе равенство на первое, мы получаем
Однако все скобки слева и все сомножители справа положительны; при этом каждый сомножитель слева не меньше соответствующего сомножителя справа. Тогда равенство может достигаться лишь тогда, когда все эти три неравенства обращаются в равенства, т. е. когда . В этом случае первое равенство из условия принимает вид , что невозможно при . Значит, наше предположение неверно, и .
Want a route through all this instead of an archive? The track
puts 2,000 problems in a working order, from AMC 10 level to the IMO shortlist.