正の実数 x, y, z が
x≦y≦z, 2(x+y+z)=3xyz・・・・・・①
を満たすときの x,y,z を求む。ただし、xy, yz, zx は自然数。
という少し、変わった問題があった。
両辺を xyz で割り、a=xy, c=yz, b=zx とおくと、与式は
1/a+1/b+1/c=3/2・・・・②
となる。さらに
xy≦zy → a≦c , xz≦yz → b≦c → a, b≦c・・・③
となり、②③を満たす整数問題となる。
また、①から
6x=3・2x≦2(x+y+z)=3xyz → 2≦yz=c・・・・・④
6z=3・2z≧2(x+y+z)=3xyz → 2≧xy=a・・・・・⑤
となる。
すると、a=1,2 のみ調べればよい。
1. a=2 のとき
1/2+1/b+1/c=3/2 → 1/b+1/2≧1/b+1/c=1 (④から) → b≦2
また
1/b<1/b+1/c=1 → b>1
したがって、b=2 のみとなる。
b=2 → 1/2+1/c=1 → c=2
2. a=1 のとき
1/1+1/b+1/c=3/2 → 2/b≧1/b+1/c=1/2 (③から) → 2≧b
したがって
1/2+1/c≦1/b+1/c=1/2 → 1/c≦0 なので、これを満たす cは無い。
まとめると
(a,b,c)=(2,2,2)
のみとなる。
すると
a=b=c=xy=zx=yz=2 → x=y=z → x²=2
→ x=y=z=√2
以上
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