다음은 세 양수 a, b, c에 대하여 부등식
b+ca+c+ab+a+bc≥23
이 성립함을 증명한 것이다.
<증명>
b+c=x, x+a=y, a+b=z라 하면
a+b+c=□(가)(x+y+z)이므로
a=21(y+z−x), b=21(z+x−y), c=21(x+y−z)이다.
그러므로
b+ca+c+ab+a+bc=21(xy+xz+yz+yx+zx+zy)+□(나)≥□(다)(xy⋅yx+yz⋅zy+zx⋅xz)+□(나)=23
따라서 세 양수 a, b, c에 대하여 주어진 부등식이 성립한다.
위 증명에서 (가), (나), (다)에 알맞은 것은? [4점]
(가)
(나)
(다)
①
21
−21
1
②
21
−23
2
③
21
−23
1
④
2
−23
2
⑤
2
−21
2
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③
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해설
[출제의도] 절대부등식을 증명하기
b+c=x, x+a=y, a+b=z라 하면
a+b+c=□21(x+y+z)이므로
a=21(y+z−x), b=21(z+x−y), c=21(x+y−z)이다.
그러므로
b+ca+c+ab+a+bc=21(xy+xz+yz+yx+zx+zy)+□(−23)≥□1(xy⋅yx+yz⋅zy+zx⋅xz)+□(−23)=23
따라서 세 양수 a, b, c에 대하여 주어진 부등식이 성립한다.
(가) 21 (나) −23 (다) 1