bigarcus,
если, например,

, то отсюда сразу следует, что

. Следовательно, ни одно из неравенств

уже невозможно. Значит, невозможно ни

, ни

.
Мораль: из трёх равенств

,

,

может быть выполнено не более одного. То есть, условие "выполнено хотя бы одно из равенств

,

,

" эквивалентно условию "выполнено ровно одно из этих равенств". Т.о., Ваш последний вопрос сводится к предпоследнему (справедливости обратной теоремы Пифагора).