Для доказательства неравенства (a+b)^3 <= 4(a^3 + b^3) раскроем обе части неравенства:
(a+b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3
4(a^3 + b^3) = 4a^3 + 4b^3
Теперь сравним обе части:
a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3 <= 4a^3 + 4b^3
Проведем некоторые преобразования:
a^3 + b^3 + 3(a^2b + ab^2) <= 4a^3 + 4b^3
a^3 + b^3 - 4a^3 - 4b^3 + 3(a^2b + ab^2) <= 0
-3a^3 - 3b^3 + 3a^2b + 3ab^2 <= 0
-3(a^3 + b^3 - a^2b - ab^2) <= 0
-3(a-b)^2(a+b) <= 0
Так как квадрат числа и число равны либо больше нуля, либо равны нулю, получаем:
(a-b)^2(a+b) >= 0
Таким образом, неравенство (a+b)^3 <= 4(a^3 + b^3) доказано.
Для доказательства неравенства (a+b)^3 <= 4(a^3 + b^3) раскроем обе части неравенства:
(a+b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3
4(a^3 + b^3) = 4a^3 + 4b^3
Теперь сравним обе части:
a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3 <= 4a^3 + 4b^3
Проведем некоторые преобразования:
a^3 + b^3 + 3(a^2b + ab^2) <= 4a^3 + 4b^3
a^3 + b^3 - 4a^3 - 4b^3 + 3(a^2b + ab^2) <= 0
-3a^3 - 3b^3 + 3a^2b + 3ab^2 <= 0
-3(a^3 + b^3 - a^2b - ab^2) <= 0
-3(a-b)^2(a+b) <= 0
Так как квадрат числа и число равны либо больше нуля, либо равны нулю, получаем:
(a-b)^2(a+b) >= 0
Таким образом, неравенство (a+b)^3 <= 4(a^3 + b^3) доказано.