设(a+b)(b+c)(c+d)(d+a)=(a+b+c+d)(bcd+cda+dad+abc),求证ac=bd
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将等式右侧的乘积进行展开,得到:(a+b+c+d)(bcd+cda+dad+abc) = abcd + ab^2c + ac^2d + bcd^2 + abcd + acd^2 + ad^2b + abc^2 + abcd + bcd^2 + acd^2 + ab^2d + abcd + ad^2c + abc^2 + ac^2d合并同类项,化简后得到:2(abcd + ab^2c + ac^2d + bcd^2 + acd^2 + ad^2b + abc^2 + ab^2d + ad^2c + ac^2d) = (a+b+c+d)(bcd+cda+dad+abc)将等式左侧因式分解为(a+b)(c+d)(ad+bc)的形式,得到:2(a+b)(c+d)(ad+bc) = (a+b+c+d)(bcd+cda+dad+abc)移项化简,得到:ad-bc = 1/2(a-c)(b-d)由于等式左侧的乘积等于等式右侧的乘积,因此:(a+b)(b+c)(c+d)(d+a) = (a+b+c+d)(bcd+cda+dad+abc)即(a+c)(b+d)(ac+bd)=(a+b+c+d)(bcd+cda+dad+abc)将ad-bc的表达式代入上式,化简后得到:(a-c)(b-d)(ac+bd) = 0由于(a+b)(b+c)(c+d)(d+a) ≠ 0,因此可以得到:a-c=0 或 b-d=0 或 ac+bd=0若a=c,则ac=cc=c²=(a+b+c+d)²/16-2bcd=(a+b+c+d)/4-bcd,同理,若b=d,则bd=(a+b+c+d)/4-ac,因此ac=bd。若ac+bd=0,则(a+b)(c+d)=0,不妨设a+b=0,则c+d=0,进而a+d=0,b+c=0,即a=-b,c=-d,因此ac=bd。综上所述,可得到ac=bd。
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