Ответ подготовлен нейросетью и может содержать ошибки
Объяснение и пошаговое решение
**3.137.**
**Доказательство:**
По характеристическому свойству арифметической прогрессии три числа образуют арифметическую прогрессию тогда и только тогда, когда разность между вторым и первым членами равна разности между третьим и вторым членами.
1. Числа $\frac{1}{y+z}$, $\frac{1}{z+x}$, $\frac{1}{x+y}$ составляют арифметическую прогрессию тогда и только тогда, когда:
$$
\frac{1}{z+x} - \frac{1}{y+z} = \frac{1}{x+y} - \frac{1}{z+x}
$$
2. Преобразуем левую часть равенства, приведя дроби к общему знаменателю:
$$
\frac{1}{z+x} - \frac{1}{y+z} = \frac{(y+z) - (z+x)}{(z+x)(y+z)} = \frac{y-x}{(x+z)(y+z)}
$$
3. Преобразуем правую часть равенства аналогичным образом:
$$
\frac{1}{x+y} - \frac{1}{z+x} = \frac{(z+x) - (x+y)}{(x+y)(z+x)} = \frac{z-y}{(x+y)(z+x)}
$$
4. Запишем исходное равенство в новом виде:
$$
\frac{y-x}{(x+z)(y+z)} = \frac{z-y}{(x+y)(z+x)}
$$
Умножим обе части равенства на ненулевое выражение $(x+y)(y+z)(z+x)$:
$$
(y-x)(x+y) = (z-y)(y+z)
$$
5. Применяя формулу разности квадратов к обеим частям, получаем:
$$
y^2 - x^2 = z^2 - y^2
$$
или
$$
2y^2 = x^2 + z^2
$$
Равенство $y^2 - x^2 = z^2 - y^2$ означает, что разность между вторым и первым числом равна разности между третьим и вторым числом для последовательности $x^2$, $y^2$, $z^2$. Это является необходимым и достаточным условием того, что числа $x^2$, $y^2$, $z^2$ образуют арифметическую прогрессию.
Так как все преобразования являются равносильными при существующих знаменателях, утверждение доказано.