Решение. Решим задачу тремя способами.
Способ I.
1. Легко заметить, что, если одна из переменных равна 1 или −1, то остальные равны тому же самому. Отсюда получаются два очевидных решения: и и далее можно считать, что все переменные не равны 1 или −1.
2. Сложим все уравнения, сократим подобные и перенесём −3 направо, получим
3. Перенесём в каждом уравнении 1 направо, перемножим все уравнения и сократим обе части на получим
4. Вычтем в каждом уравнении из обеих частей 1, разложим левые части и представим в виде перемножим все уравнения и сократим обе части на получим Раскроем в последнем уравнении скобки, запишем его в виде
и заменим получим
5. Используя равенство
преобразуем предыдущее равенство, получим
Последнее является квадратным уравнение относительно не имеющим решения, ввиду отрицательности его дискриминанта.
Следовательно, исходная система не имеет решений, отличных от и
Ответ: и
Способ II.
1) Сложим все уравнения, сократим подобные и перенесём −3 направо, получим Следовательно, модули всех x, y, z не превосходят модуль одной из переменных не меньше 1, а другой — не больше 1.
2) Легко заметить, что, если одна из переменных равна 1 или −1, то остальные равны тому же самому. Отсюда получаются два очевидных решения: и и далее можно считать, что все переменные не равны 1 или −1.
3) Рассмотрим функцию заметим, что наша система имеет вид: При имеем Поэтому, если то
что невозможно, поэтому Для дальнейшего отметим, что минимальное значение f(t) равно при при значение при значение
4) Если все то — противоречие с п. 1), поэтому как минимум одна из переменных меньше −1. Если то следовательно, ровно одна из переменных меньше −1, считаем, что и На интервале функция f(t) монотонно убывает, поэтому
в частности, В таком случае то есть что противоречит установленному ранее неравенству Следовательно, предположение о том, что одна из переменных меньше −1 приводит к противоречию. Значит, система не имеет решений, отличных от уже найденных и
Способ III.
1. Сложим все уравнения, сократим подобные и перенесём −3 направо, получим
2. Легко заметить, что, если одна из переменных равна 1 или −1, то остальные равны тому же самому. Отсюда получаются два очевидных решения: и и далее можно считать, что все переменные не равны 1 или −13. Перенесём в каждом уравнении 1 направо, перемножим все уравнения и сократим обе части на получим
4. Из пунктов 1 и 3 легко следуют равенства
и
Применим к левой части первого равенства с неотрицательным числам |x|, |y|, |z| неравенство о среднем арифметическом и среднем геометрическом:
Следовательно, само неравенство должно быть равенством, что возможно только при Из равенства получаем что с учётом пункта 2 приводит к уже найденным решениям и