问题 解答题

已知:0<a<b<c,实数x、y满足2x+2y=a+b+c,2xy=ac,且x<y.求证:0<x<a,b<y<c.

答案

证明:∵2x+2y=a+b+c,2xy=ac,

∴x+y=

a+b+c
2
,xy=
ac
2

∴x,y可看作方程t2-

a+b+c
2
t+
ac
2
=0的两实根,

设函数S=t2-

1
2
(a+b+c)t+
1
2
ac,

①当t=0时,S=

1
2
ac>0;

②当t=a时,S=a2-

a+b+c
2
•a+
ac
2
=
1
2
a(a-b),

而0<a<b,

∴S=

1
2
a(a-b)<0;

③当t=b时,S=b2-

1
2
(a+b+c)b+
1
2
ac=
1
2
(b-a)(b-c),

∵0<a<b<c,

∴S=

1
2
(b-a)(b-c)<0,

④当t=c时,S=

1
2
c(c-b)>0,

可知函数S=t2-

1
2
(a+b+c)t+
1
2
ac的图象与t轴的两个交点分别在0,a和b,c之间,如图,

∴方程t2-

a+b+c
2
t+
ac
2
=0的两根分别在0,a之间的和b,c之间,

即0<x<a,b<y<c.

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