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Inicio » Problemas » Álgebra

Sin polinomios simétricos inútil es intentarlo

Enviado por jmd el 2 de Enero de 2010 - 13:34.
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Demostrar que para $ a,b,c $ reales no nulos tales que $ a+b+c=0 $ se cumple la identidad

$$\frac{a^3+b^3+c^3}{3}\cdot \frac{a^7+b^7+c^7}{7} = \Big( \frac{a^5+b^5+c^5}{5} \Big) ^2=$$

Sugerencia
Por: 
jmd
Sugerencia: 

Usar la recurrencia $ S_n=\sigma_1S_{n-1}-\sigma_2S_{n-2}+\sigma_3S_{n-2} $, iniciando con $ S_0=3,~S_1=\sigma_1 $, según la notación de los polinomios simétricos.

Solución
Por: 
jmd
Fecha: 
9 Ene 2010
Solución: 

Vamos a usar la recurrencia $ S_n=\sigma_1S_{n-1}-\sigma_2S_{n-2}+\sigma_3S_{n-2} $ para polinomios simétricos de la forma $ S_n=a^n+b^n+c^n $.

Según la notación de los polinomios simétricos, $ \sigma_1=a+b+c=S_1 $, $ \sigma_2=ab+bc+ca $, $ \sigma_3=abc $. También se tiene que $ S_2=a^2+b^2+c^2=(a+b+c)^2-2(ab+bc+ca) $, y que $ S_0=a^0+b^0+c^0=1+1+1=3 $. Es decir, $ S_2=\sigma_2^2-2\sigma_1 $, y $ S_0=3 $. Pero, por dato, $ \sigma_1=0 $. Así que:

$$S_2=-2\sigma_2$$

$$S_3=3\sigma_3$$

$$S_4=2\sigma_2^2$$

$$S_5=-5\sigma_2\sigma_3$$

$$S_6=-2\sigma_2^3+3\sigma_3^2$$

$$S_7=7\sigma_2^2\sigma_3$$

Ahora el resultado se verifica fácilmente:

$$\frac{a^3+b^3+c^3}{3}\cdot \frac{a^7+b^7+c^7}{7} = \sigma_3\sigma_2^2\sigma_3$$

$$\Big( \frac{a^5+b^5+c^5}{5} \Big) ^2=(\sigma_2\sigma_3)^2$$

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Comentarios

Imagen de jmd

#1 El lector puede comprobar

Enviado por jmd el 9 de Enero de 2010 - 11:39.

El lector puede comprobar fácilmente --una vez calculados los $ S_n $-- que se cumplen también:

$$\frac{S_2}{2}\frac{S_5}{5}=\frac{S_7}{7}$$

$$\frac{S_2}{2}\frac{S_3}{3}=\frac{S_5}{5}$$

Es decir:

$$\frac{a^2+b^2+c^2}{2}\frac{a^5+b^5+c^5}{5}=\frac{a^7+b^7+c^7}{7}$$

$$\frac{a^2+b^2+c^2}{2}\frac{a^3+b^3+c^3}{3}=\frac{a^5+b^5+c^5}{5}$$

Los saluda

José Muñoz Delgado

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