Giả sử a, b, c là các số thực.
Ta có:
a + b + c = 0
Suy ra:
c = -(a + b)
Thay vào:
a^5 + b^5 + c^5 = 0
ta được:
a^5 + b^5 - (a + b)^5 = 0
Khai triển:
(a + b)^5 = a^5 + 5a^4b + 10a^3b^2 + 10a^2b^3 + 5ab^4 + b^5
nên:
a^5 + b^5 - (a + b)^5
= -5ab(a^3 + 2a^2b + 2ab^2 + b^3)
= -5ab(a + b)(a^2 + ab + b^2)
Vì c = -(a + b), nên:
-5ab(a + b)(a^2 + ab + b^2) = 5abc(a^2 + ab + b^2)
Do đó:
a^5 + b^5 + c^5 = 5abc(a^2 + ab + b^2)
Mà đề bài cho:
a^5 + b^5 + c^5 = 0
nên:
5abc(a^2 + ab + b^2) = 0
Suy ra:
abc(a^2 + ab + b^2) = 0
Bây giờ xét:
Nếu abc = 0
thì có ít nhất một số bằng 0.
Giả sử c = 0, khi đó từ a + b + c = 0 suy ra a + b = 0, tức là b = -a.
Vậy được bộ:
(a, b, c) = (t, -t, 0)
Tương tự, nếu a = 0 hoặc b = 0 thì cũng thu được các hoán vị của dạng đó.
Còn nếu:
a^2 + ab + b^2 = 0
thì với a, b thực, ta có:
a^2 + ab + b^2 = (a + b/2)^2 + 3b^2/4 >= 0
Dấu bằng chỉ xảy ra khi:
a = 0, b = 0
lúc đó c = 0.
Vậy nghiệm thực của hệ là:
(a, b, c) là các hoán vị của (t, -t, 0), với t là số thực.
Kết luận:
Tất cả các bộ số thực thỏa mãn là
(a, b, c) = (t, -t, 0), (t, 0, -t), (0, t, -t) với mọi t thuộc R.