Задача
ALG-B2-M04-P015 Формула разностей
#15
★★★★☆ Уровень 4 из 5
Пусть \(a\le b\le c\) и \(x\le y\le z\). Докажите тождество \[3(ax+by+cz)-(a+b+c)(x+y+z)=(b-a)(y-x)+(c-a)(z-x)+(c-b)(z-y).\] Сделайте из него вывод Чебышева для трёх членов.
Подсказка. Раскройте правую часть и соберите коэффициенты при \(x,y,z\).
Раскрываем правую часть: коэффициент при \(x\) равен \(-b+a-c+a=2a-b-c\), при \(y\) равен \(b-a-c+b=-a+2b-c\), при \(z\) равен \(c-a+c-b=-a-b+2c\). Это совпадает с раскрытием левой части. Так как все разности справа неотрицательны, левая часть неотрицательна, что и даёт Чебышева.
Техническая задача: она укрепляет умение доказывать Чебышева без ссылки на готовую теорему.