已知实数a,b,ca,b,c满足(a−b)2+b2+c2−8b−10c+41=0.(1){{(a-b)}^{2}}+{{b}^{2}}+{{c}^{2}}-8b-10c+41=0.(1)分别求a,b,ca,b,c的值; (2)如果aa、bb、cc是正数,且满足a+b+c=9a+b+c=9,1a+b+1b+c+1c+a=109\dfrac{1}{a+b}+\dfrac{1}{b+c}+\dfrac{1}{c+a}=\dfrac{10}{9}求:ca+b+ab+c+bc+a\dfrac{c}{a+b}+\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}的值。

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完整解法

(1)

1. 对已知等式进行配方

将已知等式中的项进行分组配方:
(a−b)2+(b2−8b+16)+(c2−10c+25)=0(a-b)^2 + (b^2 - 8b + 16) + (c^2 - 10c + 25) = 0
根据完全平方公式整理得:
(a−b)2+(b−4)2+(c−5)2=0(a-b)^2 + (b-4)^2 + (c-5)^2 = 0

2. 根据非负数的性质求出 $a, b, c$ 的值

因为实数的平方是非负数,即 (a−b)2≥0(a-b)^2 \ge 0, (b−4)2≥0(b-4)^2 \ge 0, (c−5)2≥0(c-5)^2 \ge 0
要使它们的和为 0,必须满足每个非负数项同时为 0:
a−b=0a-b=0, b−4=0b-4=0, c−5=0c-5=0
解得:
a=4,b=4,c=5a=4, b=4, c=5

答案

a=4,b=4,c=5a=4, b=4, c=5

(2)

1. 利用已知和的关系变形分子

已知 a+b+c=9a+b+c=9
可以得到:
c=9−(a+b)c = 9 - (a+b)
a=9−(b+c)a = 9 - (b+c)
b=9−(c+a)b = 9 - (c+a)
代入所求代数式:
ca+b+ab+c+bc+a=9−(a+b)a+b+9−(b+c)b+c+9−(c+a)c+a\dfrac{c}{a+b} + \dfrac{a}{b+c} + \dfrac{b}{c+a} = \dfrac{9-(a+b)}{a+b} + \dfrac{9-(b+c)}{b+c} + \dfrac{9-(c+a)}{c+a}

2. 拆分分式并利用整体代入的方法求值

将上述代数式进行拆分和整理:
(9a+b−1)+(9b+c−1)+(9c+a−1)\left(\dfrac{9}{a+b} - 1\right) + \left(\dfrac{9}{b+c} - 1\right) + \left(\dfrac{9}{c+a} - 1\right)
=9(1a+b+1b+c+1c+a)−3= 9\left(\dfrac{1}{a+b} + \dfrac{1}{b+c} + \dfrac{1}{c+a}\right) - 3
已知 1a+b+1b+c+1c+a=109\dfrac{1}{a+b} + \dfrac{1}{b+c} + \dfrac{1}{c+a} = \dfrac{10}{9}
代入上式计算可得:
9×109−3=10−3=79 \times \dfrac{10}{9} - 3 = 10 - 3 = 7

答案

7

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