Действительные числа таковы, что и Докажите, что тогда
Рассмотрим кубическое уравнение относительно переменной t, корнями которого являются действительные числа Раскроем скобки в левой части уравнения:
При этом следовательно, знаки чисел f(0), f(1), f(3), f(4) чередуются, начиная с минуса. Поэтому первый корень уравнения x принадлежит отрезку второй корень y принадлежит отрезку а третий корень z — отрезку что и требовалось доказать.
Приведем другое решение.
1. Ограничим все переменные сразу. Рассмотрим равенства и
По теореме Виета y и z являются действительными корнями квадратного уравнения относительно переменной t с параметром x. Рассмотрим квадратичную функцию
своё минимальное значение она принимает при Уравнение f(t) = 0 имеет два различных действительных корня y < z, поэтому значение
должно быть отрицательно, значит, Рассуждение данного пункта, проведённое относительно x можно повторить относительно остальных переменных, поскольку оно не использует условия x < y < z. Следовательно, мы доказали, что 0 < x, y, z < 4.
2. Ограничим значение переменной x. Меньший корень y уравнения
расположен в интервале поэтому С другой стороны, откуда x < 2. Кроме того,
откуда, с учётом уже доказанных неравенств 0 < x < 2, получаем 0 < x < 1. При этом абсцисса вершины параболы
и f(t) при любом 0 < x < 1 убывает на интервале и возрастает на интервале (3, 4).
3. Ограничим значение переменной y. Заметим, что при всех 0 < x < 1 выполняется неравенство поэтому корень y лежит в интервале В частности, y > 1. С другой стороны
при любом 0 < x < 1.
4. Ограничим значение переменной z. Выражение отрицательно при всех 0 < x < 1, поэтому корень z лежит в интервале (3, 4).