Ta có thể sử dụng công thức Newton về đa thức để giải bài toán này. Đặt đa thức $P(x) = (x-a)(x-b)(x-c) = x^3 - (a+b+c)x^2 + (ab+bc+ca)x - abc$.
Do $a+b+c=0$, nên $P(x) = x^3 - 3kx - abc$ với $k = \frac{ab+bc+ca}{a+b+c}$.
Ta có thể tính được $a^2+b^2+c^2 = -2(ab+bc+ca)$.
Đặt $S_n = a^n + b^n + c^n$. Ta có thể suy ra các công thức sau:
$S_1 = 0$
$S_2 = a^2 + b^2 + c^2 = -2(ab+bc+ca)$
$S_3 = 3abc$
$S_4 = (a^2+b^2+c^2)^2 - 2(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2) = 2(ab+bc+ca)^2 - 3abc(a+b+c)$
$S_5 = 5(ab+bc+ca)(a^2+b^2+c^2) - 5abc(a+b+c)$
$S_6 = (a^2+b^2+c^2)^3 - 3(a^2+b^2+c^2)(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2) + 2(a^2b^2c^2)$
$S_7 = 7(ab+bc+ca)(a^2+b^2+c^2)^2 - 14abc(a^2+b^2+c^2) + 7a^2b^2c^2$
Từ đó, ta có thể tính được $S_1, S_2, S_3, S_4, S_5, S_6$ dựa trên các giá trị đã biết.
Đặt $T_n = a^n+b^n+c^n - S_n$. Ta có thể suy ra các công thức sau:
$T_1 = 0$
$T_2 = 2S_2$
$T_3 = 3S_3$
$T_4 = 2S_2^2 - 4S_4$
$T_5 = 5S_2S_3 - 5S_5$
$T_6 = 2S_2S_4 + 3S_3^2 - 6S_6$
$T_7 = 7S_2S_5 - 14S_3S_4 + 7S_7$
Do $S_1=S_3=0$, nên $T_1=T_3=0$.
Từ $a+b+c=0$, ta có $a^2+b^2+c^2 = -2(ab+bc+ca)$. Do đó, $S_2 = 2(ab+bc+ca)$ và $S_4 = 2(ab+bc+ca)^2 - 3abc(a+b+c) = 2(ab+bc+ca)^2$.
Từ $a^7+b^7+c^7=0$, ta có $T_7 = 7S_2S_5 - 14S_3S_4 + 7S_7 = 7S_2S_5 - 14S_4S_3 + 7S_7 = 7S_7$.
Từ $T_7 = 7S_7$, ta có $S_7 = \frac{T_7}{7} = 0$.
Do đó, $T_6 = 2S_2S_4 + 3S_3^2 - 6S_6 = 2(2(ab+bc+ca))(2(ab+bc+ca)^2) + 3(abc)^2 - 6S_6 = 12(ab+bc+ca)^2 + 3(abc)^2 - 6S_6$.
Từ $T_6 = 12(ab+bc+ca)^2 + 3(abc)^2 - 6S_6$, ta có $S_6 = \frac{1}{6}(12(ab+bc+ca)^2 + 3(abc
Giải
Vì a + b + c = 0 nên a + b = -c
Ta có:
\(a^7+b^7=\left(a+b\right)\left(a^6-a^5b+a^4b^2-a^3b^3+a^2b^4-ab^5+b^6\right)\\ =-c\left(a^6-a^5b+a^4b^2-a^3b^3+a^2b^4-ab^5+b^6\right)\\ =c\left(-a^6+a^5b-a^4b^2+a^3b^3-a^2b^4+ab^5-b^6\right)\\ =c\left[-\left(a^6+6a^5b+15a^4b^2+20a^3b^3+15a^2b^4+6ab^5+b^6\right)+\left(7a^5b+14a^4b^2+21a^3b^3+14a^2b^4+7ab^5\right)\right]\\ =c\left[-\left(a+b\right)^6+7ab\left(a^4+2a^3b+3a^2b^2+2ab^3+b^4\right)\right]\\ =c\left\{-\left(a+b\right)^6+7ab\left[\left(a^2+b^2\right)^2+2ab\left(a^2+b^2\right)+3a^2b^2-2a^2b^2\right]\right\}\\ =c\left\{-\left(a+b\right)^6+7ab\left[\left(a^2+b^2\right)\left(a+b\right)^2+a^2b^2\right]\right\}\\ =c\left\{-c^6+7ab\left[\left(a^2+b^2\right)\left(a+b\right)^2+a^2b^2\right]\right\}\\ =-c^7+7abc\left[\left(a^2+b^2\right)\left(a+b\right)^2+a^2b^2\right]\\ \Rightarrow a^7+b^7+c^7=7abc\left[\left(a^2+b^2\right)\left(a+b\right)^2+a^2b^2\right]\Rightarrow7abc\left[\left(a^2+b^2\right)\left(a+b\right)^2+a^2b^2\right]=0\)TH1: \(\left(a^2+b^2\right)\left(a+b\right)^2+a^2b^2=0\)
Vì \(a^2,b^2,\left(a+b\right)^2,a^2b^2\ge0\) nên \(\left(a^2+b^2\right)\left(a+b\right)^2+a^2b^2\ge0\)
Dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi a = b = 0
Mà a + b + c = 0 nên suy ra c = 0
Vậy \(a^{2023}+b^{2023}+c^{2023}=0\)
TH2: abc = 0
Vì abc = 0 nên sẽ có ít nhất một trong ba số a, b, c = 0
Vì a, b, c có vai trò như nhau nên không mất tính tổng quát, giả sử \(c=0\)
Mà a + b + c = 0 nên a + b =0 hay a = -b
\(\Rightarrow a^{2023}+b^{2023}+c^{2023}=0\)
Kết luận: \(a^{2023}+b^{2023}+c^{2023}=0\)
