题目内容

若x+y+z=1,x、y、z∈R,求证:x2+y2+z2.

思路分析:三个未知数地位相同,都是二次式,首先想到作差,化为完全平方式的形式,进而可证,又由于都是二次式,也可以结合二次函数进行研究,结合判别式进行证明.

证明:[方法一]x2+y2+z2-=(3x2+3y2+3z2-1)

=[3x2+3y2+3z2-(x+y+z)2

=[(x-y)2+(y-z)2+(z-x)2]≥0.

[方法二]∵z=1-y-x,

∴x2+y2+z2-=x2+y2+(1-x-y)2-

=2x2+2y2-2x-2y+2xy+

=2[x2+(y-1)x+y2-y+],

Δ=[(y-1)]2-4(y2-y+)

=y2-2y+1-4y2+4y-

=-3y2+2y-

=-[9y2-6y+1]

=-(3y-1)2≤0,

∴x2+(y-1)x+y2-y+≥0恒成立,

即x2+y2+y2-≥0,

∴x2+y2+y2.

[方法三]设x=+t1,y=+t2,z=+t3,

∵x+y+z=1,∴t1+t2+t3=0.

则x2+y2+z2=(+t1)2+(+t2)2+(+t3)2

=+(t1+t2+t3)+(t12+t22+t32)=+(t12+t22+t32)≥

(当且仅当x=y=z=时,等号成立).

[方法四]∵(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc≤a2+b2+c2+a2+b2+a2+c2+b2+c2

∴3(a2+b2+c2)≥(a+b+c)2=1,∴a2+b2+c2.

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