Clase 11 Soluciones RD Sharma – Capítulo 19 Progresiones aritméticas – Ejercicio 19.5

Pregunta 1. Si 1/a, 1/b, 1/c están en AP Demuestra que:

(i) (b+c)/a, (c+a)/b, (a+b)/c están en AP

(ii) a(b+c), b(a+c), c(a+b) están en AP

Solución:  

(i) (b+c)/a, (c+a)/b, (a+b)/c están en AP

Como sabemos que,

si a, b, c están en AP entonces, ba = cb

 si 1/a, 1/b, 1/c están en AP entonces, 1/b-1/a = 1/c-1/b

Del mismo modo, (c+a)/b-(b+c)/a = (a+b)/c-(c+a)/b 

tomando LCM de ambos lados;

a(c+a)-(b+c)b/ab = b(a+b)-(c+a)c/bc

ac + a 2 – b 2 – bc / ab = ab + b 2 − c 2 –ac / bc

Ahora, consideremos el LHS y multiplicando el numerador y el denominador por ‘c’

obtenemos,

ac 2 + a 2 c – b 2 c – bc 2 / abc 

c(ba)(a+b+c)/abc —(i)

Ahora, consideremos el lado derecho y multiplicando el numerador y el denominador por ‘a’

un 2 segundo + segundo 2 un – c 2 un – un 2 c / abc  

a(bc)(a+b+c)/abc —(ii)

Al comparar (i) y (ii);

obtenemos, LHS = RHS

es decir c(ba) = a(bc)

Por lo tanto, los términos dados están en AP

(ii) a(b+c), b(a+c), c(a+b) están en AP

Como sabemos que, si a(b+c), b(a+c), c(a+b) están en AP

entonces, b(a+c) – a(b+c) = c(a+b) – b(a+c)

ahora, consideremos LHS

b(a+c) – a(b+c)

después de la ecuación de simplificación se convierte en; 

ba + ac – ab – ac = c(ba) —(i)

Del mismo modo, RHS se convierte en;

ca + bc – ab – bc = a(cb) —(ii)

Al comparar (i) y (ii)

LHS = RHS

es decir c(ba) = a(cb)

Por lo tanto, los términos dados están en AP

Pregunta 2. Si a 2 , b 2 , c 2 , están en AP Demuestra que a/(b+c), b/(c+a), c/(a+b) están en AP

Solución: 

Como sabemos que, si a 2 , b 2 , c 2 están en AP entonces, b 2 – a 2 = c 2 – b 2

Del mismo modo, b/(c+a) – a/(b+c) = c/(a+b) – b/(c+a)

ahora, tomando LCM de ambos lados, obtenemos;

b(b+c) – a(c+a)/(b+c)(c+a) = c(c+a) – b(a+b)/(a+b)(c+a)

b 2 + bc – ac – a 2 /(a+c)(b+c) = c 2 + ac – ab – b 2 /(a+b)(c+a)

(ba)(a+b+c)/(a+c)(b+c) = (ca)(a+b+c)/(a+b)(c+a)

(ba) = (ca)

Por lo tanto, los términos dados están en AP

Pregunta 3. Si a, b, c están en AP, demuestre que:

(i) a 2 (b+c), b 2 (c+a), c 2 (a+b) también están en AP

(ii) b+ca, c+ab, a+bc están en AP

(iii) bc-a 2 , ca-b 2 , ab-c 2 están en AP

Solución: 

(i) a 2 (b+c), b 2 (c+a), c 2 (a+b) también están en AP

Como sabemos que, b 2 (c+a) – a 2 (b+c) = c 2 (a+b) – b 2 (c+a)

segundo 2 c + segundo 2 un – un 2 segundo – un 2 c = c 2 un + c 2 segundosegundo 2 c – segundo 2 un

c(b 2 – a 2 ) + ab(b – a) = a(c 2 – b 2 ) + bc(c – b)

(b – a)(ab + bc+ ca) = (c – b)(ab + bc+ ca)

Al cancelar (ab + bc + ca) de ambos lados, obtenemos;

(b – a) = (c – b)

Por lo tanto, los términos dados están en AP

(ii) b+ca, c+ab, a+bc están en AP

Como sabemos que, 

(c + a – b) – (b + c – a) = (a + b – c) – (c + a – b)

2a – 2b = 2b – 2c

tomando 2 comunes de ambos lados;

b-a = c-a

Como a, b, c están en AP

Por lo tanto, los términos dados están en AP

(iii) bc-a 2 , ca-b 2 , ab-c 2 están en AP

Como sabemos que,

(ca – b 2 ) – (bc – a 2 ) = (ab – c 2 ) – (ca – b 2 )

(ca – b 2 – bc + a 2 ) = (ab – c 2 – ca + b 2 )

(a – b)(a + b + c) = (b – c)(a + b + c)

Al cancelar (a+b+c) de ambos lados;

(a – b) = (b – c)

(b – c) = (a – b)

Por lo tanto, los términos dados están en AP

Pregunta 4. Si (b+c)/a, (c+a)/b, (a+b)/c están en AP Demuestra que:

(i) 1/a, 1/b, 1/c están en AP

(ii) bc, ca, ab están en AP

Solución:

(i) 1/a, 1/b, 1/c están en AP

Como sabemos que,

1/b – 1/a = 1/c – 1/b

consideremos LHS

1/b – 1/a = a – b/ab

multiplicando por ‘c’ tanto en el numerador como en el denominador

obtenemos; c(a-b)/abc

ahora, consideremos RHS

1/c – 1/b = b – c/cb

multiplicando por ‘a’ tanto en el numerador como en el denominador

obtenemos eso, a(b – c)/abc

Ya que, (b+c)/a, (c+a)/b, (a+b)/c están en AP 

c + a/b – b + c/a = a + b/c – c + a/b

ac + a 2 – b 2 – bc/ab = ab + b 2 – c 2 – ac/bc

(ab)(a+b+c)/ab = (bc)(a +b +c)/bc

multiplicando con ‘c’ y ‘a’ en el numerador y denominador en LHS y RHS respectivamente;

obtenemos,

c(ab) = a(bc)

LHS = RHS

por lo tanto, los términos dados están en AP

(ii) bc, ca, ab están en AP

Como sabemos que si los términos dados están en AP entonces,

ab-ca = ca-bc

a(bc) = c(ab)

Por lo tanto, los términos dados están en AP

Pregunta 5. Si a, b, c están en AP Demuestra que:

(i) (ac) 2 = 4(ab)(bc)

(ii) a 2 + c 2 + 4ac = 2(ab+bc+ca)

(iii) a 3 + c 3 + 6abc = 8b 3

Solución:  

(i) (ac) 2 = 4(ab)(bc)

Expandiendo la ecuación a ambos lados;

a 2 + c 2 – 2ac = 4(ab-ac-b 2 +bc)

a 2 + c 2 – 2ac = 4ab – 4ac – 4b 2 + 4bc

a 2 + c 2 + 4b 2 + 2ac + 4bc – 4ab = 0

(a + c – 2b) = 0 [Usando la identidad: (a+b+c) 2 = a 2 +b 2 +c 2 +2ab+2ac+2bc)]

(a+c -2b) = 0

a+c -bb = 0

cb = ba 3

ba = cb

Como a,b,c están en AP

después de resolver el término dado obtenemos;

a+c = 2b

Por lo tanto, (ac) 2 = 4(ab)(bc).

(ii) a 2 + c 2 + 4ac = 2(ab+bc+ca)

Expandiendo la ecuación tanto el lado;

a 2 + c 2 + 4ac = 2ab+2bc+2ca

a 2 + c 2 + 2ac -2ab-2bc = 0

(a+cb) 2 -b 2 = 0 [Usando Identidad: 

a + c -b = b

a+c = 2b

b = a+c/2

Por lo tanto, a 2 + c 2 + 4ac = 2(ab+bc+ca)

(iii) a 3 + c 3 + 6abc = 8b 3

a 3 + c 3 + 6abc – (2b) 3 = 0

a 3 + (-2b) 3 + c 3 + 3 × a × (-2b) × c = 0 [Usando la identidad: x 3 +y 3 +z 3 +3xyz = 0, si x+y+z = 0]

(a-2b+c) = 0

a+c = 2b

ab = ac

Como a,b,c están en AP

Por lo tanto probado.

Pregunta 6. Si a(1/b+1/c), b(1/c+1/a), c(1/a+1/b) están en AP Demuestra que a,b,c están en AP

Solución: 

(1/b+1/c), b(1/c+1/a), c(1/a+1/b) están en AP

Agregando 1 en los términos dados (no afecta el AP) fuera del paréntesis;

(1/b+1/c) +1, b(1/c+1/a)+1, c(1/a+1/b)+1 están en AP

Ahora, tomando LCM;

obtenemos,

(ac+ab+bc)/bc, (ab+bc+ac)/ac, (bc+ac+ab)/ab están en AP

1/bc, 1/ac, 1/ab están en AP

Multiplicando con ‘abc’ en el numerador,

abc/bc, abc/ac, abc/ab están en AP

Después de resolver obtenemos,

a, b, c están en AP

Por lo tanto probado.

Pregunta 7. Muestre que x 2 +xy+y 2 , z 2 +zx+x 2 e y 2 +yz+z 2 están en términos consecutivos de un AP si x,y y z están en AP

Solución: 

Dado que, x , y y z están en AP

Sea d la diferencia común entonces,

y = x+d, z = x+2d

Ahora, (z 2 +zx+x 2 )-(x 2 +xy+y 2 )=(y 2 +yz+z 2 )-(z 2 +zx+x 2 )

tomando LHS

=( z2 + zx+x2 )-(x2 + xy + y2 )

=z 2 +zx-xy-y 2

poniendo el valor de y y z,

=(x+2d) 2 +(x+2d)(x)-(x)(x+d)-(x+d) 2

= x 2 +4d 2 +4xd+x 2 +2dx-x 2 -xd-x 2 -d 2 -2xd

=3xd+3d 2

Ahora, tomando RHS

=(y 2 +yz+z 2 )-(z 2 +zx+x 2 )

=y 2 +yz-zx-x 2

poniendo el valor de y y z,

=(x+d) 2 +(x+d)(x+2d)-(x+2d)(x)-x 2

=x 2 +d 2 +2xd+x 2 +2dx+dx+2d 2 -x 2 -2dx-x 2

=3xd+3d 2

=LHS

RHS=LHS

Por lo tanto, x 2 +xy+y 2 , z 2 +zx+x 2 y y 2 +yz+z 2 están en términos consecutivos de un AP

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por nishamehra2052 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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