设实数aa,bb,cc满足a+b+c=3a+b+c=3,a2+b2+c2=4{{a}^{2}}+{{b}^{2}}+{{c}^{2}}=4,则a2+b22+c+b2+c22+a+a2+c22+b=\dfrac{{{a}^{2}}+{{b}^{2}}}{2+c}+\dfrac{{{b}^{2}}+{{c}^{2}}}{2+a}+\dfrac{{{a}^{2}}+{{c}^{2}}}{2+b}=___.

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完整解法

1. 利用已知条件变形代数式中的分子

由已知条件 a2+b2+c2=4a^2+b^2+c^2=4,我们可以得到如下等式:
a2+b2=4−c2a^2+b^2 = 4-c^2
b2+c2=4−a2b^2+c^2 = 4-a^2
a2+c2=4−b2a^2+c^2 = 4-b^2

2. 将分子变形代入目标式,并利用平方差公式化简分式

将步骤1中的变形代入待求的代数式中,得到:
a2+b22+c+b2+c22+a+a2+c22+b=4−c22+c+4−a22+a+4−b22+b\frac{a^2+b^2}{2+c}+\frac{b^2+c^2}{2+a}+\frac{a^2+c^2}{2+b} = \frac{4-c^2}{2+c}+\frac{4-a^2}{2+a}+\frac{4-b^2}{2+b}
因为 a,b,ca, b, c 满足已知方程组,若某个变量(如 cc)等于 −2-2,则有 a+b=5a+b=5 且 a2+b2=0a^2+b^2=0,这在实数范围内无解。因此 a≠−2,b≠−2,c≠−2a \neq -2, b \neq -2, c \neq -2,分母均不为 00。
利用平方差公式 4−x2=(2−x)(2+x)4-x^2 = (2-x)(2+x),对分子进行因式分解并约分化简:
(2−c)(2+c)2+c+(2−a)(2+a)2+a+(2−b)(2+b)2+b=(2−c)+(2−a)+(2−b)\frac{(2-c)(2+c)}{2+c} + \frac{(2-a)(2+a)}{2+a} + \frac{(2-b)(2+b)}{2+b} = (2-c) + (2-a) + (2-b)

3. 代入已知和的值求得最终结果

将化简后的多项式进行合并同类项与重组:
(2−c)+(2−a)+(2−b)=6−(a+b+c)(2-c) + (2-a) + (2-b) = 6 - (a+b+c)
将已知条件 a+b+c=3a+b+c=3 代入,得:
6−3=36 - 3 = 3
因此,所求代数式的值为 33。

答案

3

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