Ta có:
\(\frac{x^2+y^2+z^2}{a^2+b^2+c^2}=\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}+\frac{z^2}{c^2}\)
Nhân cả hai vế của đẳng thức trên với \(a^2+b^2+c^2\ne0\) (do \(a,b,c\ne0\)), ta được:
\(x^2+y^2+z^2=\left(a^2+b^2+c^2\right)\left(\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}+\frac{z^2}{c^2}\right)\) \(\left(1\right)\)
Khi đó, ta khai triển vế phải của \(\left(1\right)\) thì \(\left(1\right)\) trở thành:
\(VP=x^2+\frac{a^2y^2}{b^2}+\frac{a^2z^2}{c^2}+\frac{b^2x^2}{a^2}+y^2+\frac{b^2z^2}{c^2}+\frac{c^2x^2}{a^2}+\frac{c^2y^2}{b^2}+z^2\)
So sánh vế trái của đẳng thức \(\left(1\right)\), ta dễ dàng nhận thấy cả hai vế có cùng đa thức \(x^2+y^2+z^2\) nên ta có thể viết lại \(\left(1\right)\) như sau:
\(\frac{a^2y^2}{b^2}+\frac{a^2z^2}{c^2}+\frac{b^2x^2}{a^2}+\frac{b^2z^2}{c^2}+\frac{c^2x^2}{a^2}+\frac{c^2y^2}{b^2}=0\)
\(\Leftrightarrow\) \(\left(\frac{b^2x^2}{a^2}+\frac{c^2x^2}{a^2}\right)+\left(\frac{c^2y^2}{b^2}+\frac{a^2y^2}{b^2}\right)+\left(\frac{a^2z^2}{c^2}+\frac{b^2z^2}{c^2}\right)=0\)
\(\Leftrightarrow\) \(\frac{x^2}{a^2}\left(b^2+c^2\right)+\frac{y^2}{b^2}\left(c^2+a^2\right)+\frac{z^2}{c^2}\left(a^2+b^2\right)=0\) \(\left(2\right)\)
Mặt khác, ta cũng có \(a,b,c\ne0\) (gt) nên \(a^2,b^2,c^2\ne0;\) \(a^2+b^2\ne0;\) \(b^2+c^2\ne0\) và \(c^2+a^2\ne0\) \(\left(3\right)\)
Từ \(\left(2\right)\) và \(\left(3\right)\), ta dễ dàng suy ra được \(x=y=z=0\)
Vậy, \(x^{2011}+y^{2011}+z^{2011}=0\)
