已知实数 a,b,c 满足不等式 |a|⩾|b+c|,|b|⩾|c+a|,|c|⩾|a+b|,求证:a+b+c=0.
分析与证明 法一 设 a+b+c=m,则|a|⩾|m−a|,于是a2⩾m2−2ma+a2,即m(2a−m)⩾0,类似的,有m(2b−m)⩾0,m(2c−m)⩾0,三式相加可得m[(2a−m)+(2b−m)+(2c−m)]⩾0,即−m2⩾0,于是 m=0,原命题得证.
法二 考虑到问题的对称性,不妨设 a,b,c 中非负数较多.
情形一 a,b,c 中有 3 个非负数,则 a+b+c⩾0,且根据题意,有a+b+c⩾(b+c)+(c+a)+(a+b)=2(a+b+c),于是 a+b+c=0.
情形二 a,b,c 中有 2 个非负数,不妨设为 a,b,则此时第三个不等式即a+b+c⩽0,于是b+c⩽−a⩽0,因此由第一个不等式可得a⩾−(b+c),即a+b+c⩾0,所以 a+b+c=0.
综上所述,原命题得证.