參考答案如下
令S={x+y, x-y, x×y, x÷y} 首先,由於x、y爲正數,故在x+y、x-y、x×y、x÷y中只有x-y可能不是正數。以下分三種情況討論: (1) S含0,則x=y、x÷y =1。 考慮S中非零數的積,由(x×y)(x+y)=2x^3可得到x、y。 (2) S含負數,這時有x<y、 x÷y <1。記T={x+y, x×y, x÷y } 令N爲T中小於1的數的個數 (2.1) N=1,則T中最小的數爲x÷y。由x-y、x÷y可確定x、y。 (2.2) N=2,這時x+y不能小於1(若x+y<1 x<y<1 x×y <1 N=3),則T中最大的數爲 x+y 。由x-y、x+y可確定x、y。 (2.3) N=3,這時x+y<1,有x<y<1,於是x×y<x+y、x×y < x÷y,x×y爲T中最小的數。由x-y、x×y可確定x、y。 (3) S中均爲正數。 我們證明可將S中四個數分爲兩組A、B,每組兩個數,使得A中兩數之和的平方爲B中兩數之積的4倍,且A中的數之數值唯一確定。 由於可取A={x+y, x-y},B={ x×y, x÷y },從而若上面斷言成立,則A中兩數的值必爲x+y、x-y,這樣便可確定x、y。 現在證明這一點:令S={a, b, c, d},假設有分法A、B和A'、B';A和A'不同,則有兩種可能: (3.1) A和A'沒有相同的數, 令A={a, b}、A'={c, d};則B={c, d},B'={a, b} 這時有 (a+b)2=4cd、(c+d)2=4ab (a-b)2+(c-d)2=0 a=b、c=d; 進而由(a+b)2=4cd,得到 a=b=c=d或a=b=-c=-d 前者要求x+y=x-y,後者說明有兩個負數,均不可能! (3.2) A和A'恰有一個相同的數, 不妨設A={a, b}、A'={a, c},且b不等於c。 於是 (a+b)2=4cd、(a+c)2=4bd;將此二等式的兩端分成乘以b、c,再將兩式相減得b(a+b)2-c(a+c)2=0, 即(b-c)[a2+2a(b+c)+b2+bc+c2]=0 但是b-c非零,且由a、b、c爲正數有a2+2a(b+c)+b2+bc+c2>0。矛盾! 以上分析說明可唯一確定x、y。
_________________ 孫文先 敬上
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