If x² + y² + z² = xy + yz + zx, prove that x=y=zx = y = z and find the value of (x+y+z)²/(x²+y²+z²).

Answer: x=y=zx = y = z और (x+y+z)2x2+y2+z2=3\frac{(x+y+z)^2}{x^2+y^2+z^2} = 3

Step-by-step solution

Step 1: दिए गए समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करें

हमें दिया गया समीकरण x2+y2+z2=xy+yz+zxx^2 + y^2 + z^2 = xy + yz + zx है। इसे एक तरफ शून्य के बराबर करने के लिए, हम xy+yz+zxxy + yz + zx को समीकरण के बाईं ओर ले जाते हैं।

Step 2: समीकरण को 2 से गुणा करें

हम समीकरण के दोनों पक्षों को 2 से गुणा करते हैं। यह हमें अगले चरण में पूर्ण वर्ग बनाने में मदद करेगा।

Step 3: पूर्ण वर्ग के रूप में लिखें

हम पदों को इस प्रकार समूहित करते हैं कि वे पूर्ण वर्ग के सूत्र (a−b)2=a2−2ab+b2(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 के रूप में बन जाएं। इससे हमें (x−y)2+(y−z)2+(z−x)2=0(x-y)^2 + (y-z)^2 + (z-x)^2 = 0 मिलता है।

Step 4: x=y=zx = y = z सिद्ध करें

चूंकि वर्गों का योग शून्य है, और वर्ग हमेशा गैर-ऋणात्मक होते हैं, इसका मतलब है कि प्रत्येक वर्ग पद शून्य के बराबर होना चाहिए। इसलिए, x−y=0x-y=0, y−z=0y-z=0, और z−x=0z-x=0, जिससे x=y=zx=y=z सिद्ध होता है।

Step 5: व्यंजक का मान ज्ञात करें

चूंकि हमने सिद्ध किया है कि x=y=zx=y=z, हम yy और zz को xx से प्रतिस्थापित कर सकते हैं। फिर हम व्यंजक को सरल करते हैं।

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