Question Number 216646 by York12 last updated on 13/Feb/25 | ||
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$$\mathrm{Let}\:{a},{b},{c}\:\mathrm{be}\:\mathrm{positive}\:\mathrm{roots}\:\mathrm{of}\:\mathrm{an}\:\mathrm{cubic}\:\mathrm{equation}\:\mathrm{such}\:\mathrm{that} \\ $$$${ab}+{bc}+{ac}+{abc}=\mathrm{4},\:\mathrm{show}\:\mathrm{using}\:\mathrm{vieta}'\mathrm{s}\:\mathrm{relations}\:\mathrm{that} \\ $$$$\frac{{a}}{{a}+\mathrm{2}}+\frac{{b}}{{b}+\mathrm{2}}+\frac{{c}}{{c}+\mathrm{2}}=\mathrm{1} \\ $$ | ||
Answered by A5T last updated on 14/Feb/25 | ||
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$$\frac{\mathrm{a}\left(\mathrm{b}+\mathrm{2}\right)\left(\mathrm{c}+\mathrm{2}\right)+\mathrm{b}\left(\mathrm{a}+\mathrm{2}\right)\left(\mathrm{c}+\mathrm{2}\right)+\mathrm{c}\left(\mathrm{a}+\mathrm{2}\right)\left(\mathrm{b}+\mathrm{2}\right)}{\left(\mathrm{a}+\mathrm{2}\right)\left(\mathrm{b}+\mathrm{2}\right)\left(\mathrm{c}+\mathrm{2}\right)}=\mathrm{1} \\ $$$$\Leftrightarrow\mathrm{3abc}+\mathrm{4ab}+\mathrm{4ac}+\mathrm{4a}+\mathrm{4bc}+\mathrm{4b}+\mathrm{4c}=\left(\mathrm{a}+\mathrm{2}\right)\left(\mathrm{b}+\mathrm{2}\right)\left(\mathrm{c}+\mathrm{2}\right) \\ $$$$\Leftrightarrow\mathrm{16}−\mathrm{abc}+\mathrm{4}\left(\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}\right) \\ $$$$=\mathrm{abc}+\mathrm{2ab}+\mathrm{2ac}+\mathrm{4a}+\mathrm{2bc}+\mathrm{4b}+\mathrm{4c}+\mathrm{8} \\ $$$$\Leftrightarrow\mathrm{4}−\mathrm{abc}=\left(\mathrm{ab}+\mathrm{bc}+\mathrm{ca}\right)\:\mathrm{which}\:\mathrm{is}\:\mathrm{true}. \\ $$ | ||
Commented by York12 last updated on 14/Feb/25 | ||
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$$\mathrm{Thank}\:\:\mathrm{you}\:\mathrm{but}\:\mathrm{I}\:\mathrm{need}\:\mathrm{a}\:\mathrm{solution}\:\mathrm{based}\:\mathrm{on}\:\mathrm{vieta} \\ $$ | ||
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 14/Feb/25 | ||
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$${Let}\:{the}\:{equation}\:{is}:\:{x}^{\mathrm{3}} −{px}^{\mathrm{2}} +{qx}−{r}=\mathrm{0} \\ $$$${According}\:{to}\:\mathcal{V}{ieta}'{s}\:{formulas}: \\ $$$$\begin{cases}{{a}+{b}+{c}={p}}\\{{ab}+{bc}+{ca}={q}}\\{{abc}={r}}\end{cases} \\ $$$$\mathcal{G}{iven}:\:{ab}+{bc}+{ac}+{abc}=\mathrm{4}\Rightarrow{q}+{r}=\mathrm{4} \\ $$$$\frac{{a}}{{a}+\mathrm{2}}+\frac{{b}}{{b}+\mathrm{2}}+\frac{{c}}{{c}+\mathrm{2}}=\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{2}}{{a}+\mathrm{2}}\right)+\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{2}}{{b}+\mathrm{2}}\right)+\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{2}}{{c}+\mathrm{2}}\right)=\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{3}−\mathrm{2}\left(\frac{\mathrm{1}}{{a}+\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{{b}+\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{{c}+\mathrm{2}}\right)=\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow\frac{\mathrm{1}}{{a}+\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{{b}+\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{{c}+\mathrm{2}}=\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow\left({b}+\mathrm{2}\right)\left({c}+\mathrm{2}\right)+\left({a}+\mathrm{2}\right)\left({c}+\mathrm{2}\right)+\left({a}+\mathrm{2}\right)\left({b}+\mathrm{2}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:=\left({a}+\mathrm{2}\right)\left({b}+\mathrm{2}\right)\left({c}+\mathrm{2}\right) \\ $$$$\Rightarrow{bc}+\mathrm{2}{b}+\mathrm{2}{c}+\mathrm{4}+{ac}+\mathrm{2}{a}+\mathrm{2}{c}+\mathrm{4}+{ab}+\mathrm{2}{a}+\mathrm{2}{b}+\mathrm{4} \\ $$$$\:\:\:\:={abc}+\mathrm{2}\left({ab}+{bc}+{ca}\right)+\mathrm{4}\left({a}+{b}+{c}\right)+\mathrm{8} \\ $$$$\Rightarrow{ab}+{bc}+{ca}+\mathrm{4}\left({a}+{b}+{c}\right)+\mathrm{12} \\ $$$$\:\:\:\:={abc}+\mathrm{2}\left({ab}+{bc}+{ca}\right)+\mathrm{4}\left({a}+{b}+{c}\right)+\mathrm{8} \\ $$$$\Rightarrow{q}+\mathrm{4}{p}+\mathrm{12}={r}+\mathrm{2}{q}+\mathrm{4}{p}+\mathrm{8} \\ $$$$\Rightarrow{q}+\mathrm{12}={r}+\mathrm{2}{q}+\mathrm{8} \\ $$$$\Rightarrow{q}+{r}=\mathrm{4}\: \\ $$$${which}\:{is}\:{according}\:{to}\:{given}. \\ $$$$\mathcal{H}{ence}\: \\ $$$$\frac{{a}}{{a}+\mathrm{2}}+\frac{{b}}{{b}+\mathrm{2}}+\frac{{c}}{{c}+\mathrm{2}}=\mathrm{1} \\ $$ | ||
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 14/Feb/25 | ||
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$$ \\ $$$$\frac{{a}}{{a}+\mathrm{2}}+\frac{{b}}{{b}+\mathrm{2}}+\frac{{c}}{{c}+\mathrm{2}}=\mathrm{1} \\ $$$$\frac{{a}}{{a}+\mathrm{2}}−\mathrm{1}+\frac{{b}}{{b}+\mathrm{2}}−\mathrm{1}+\frac{{c}}{{c}+\mathrm{2}}−\mathrm{1}=\mathrm{1}−\mathrm{3} \\ $$$$\frac{−\mathrm{2}}{{a}+\mathrm{2}}+\frac{−\mathrm{2}}{{b}+\mathrm{2}}+\frac{−\mathrm{2}}{{c}+\mathrm{2}}=−\mathrm{2} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{{a}+\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{{b}+\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{{c}+\mathrm{2}}=\mathrm{1} \\ $$$$\blacktriangleright\left({b}+\mathrm{2}\right)\left({c}+\mathrm{2}\right)+\left({a}+\mathrm{2}\right)\left({c}+\mathrm{2}\right)+\left({a}+\mathrm{2}\right)\left({b}+\mathrm{2}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:=\left({a}+\mathrm{2}\right)\left({b}+\mathrm{2}\right)\left({c}+\mathrm{2}\right) \\ $$$$\blacktriangleright{ab}+{bc}+{ca}+\mathrm{12}+\mathrm{4}\left({a}+{b}+{c}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:={abc}+\mathrm{2}\left({ab}+{bc}+{ca}\right)+\mathrm{4}\left({a}+{b}+{c}\right)+\mathrm{8} \\ $$$$\blacktriangleright{ab}+{bc}+{ca}+\mathrm{12} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:={abc}+\mathrm{2}\left({ab}+{bc}+{ca}\right)+\mathrm{8} \\ $$$$\blacktriangleright\:{ab}+{bc}+{ca}+{abc}=\mathrm{4}\:\left({Given}\right) \\ $$$$\mathcal{H}{ence} \\ $$$$\:\:\:\:\:\frac{{a}}{{a}+\mathrm{2}}+\frac{{b}}{{b}+\mathrm{2}}+\frac{{c}}{{c}+\mathrm{2}}=\mathrm{1} \\ $$ | ||