Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Bài này cực kì chặt nên có lẽ phải sử dụng tới BĐT Schur
Đặt \(x+y+z=p\) ; \(xy+yz+zx=q\)
BĐT cần chứng minh tương đương: \(p^3+4q+6\ge2p^2+3pq\) với \(p;q\ge3\)
TH1: \(p\ge q\)
\(p^3+4q+6-2p^2-3pq\ge0\)
\(\Leftrightarrow\left(p^2-3q\right)\left(p-2\right)-2\left(q-3\right)\ge0\)
Do \(\left\{{}\begin{matrix}p\ge q\\p>2\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left(p^2-3q\right)\left(p-2\right)\ge\left(p^2-3p\right)\left(p-2\right)\)
\(\Rightarrow\left(p^2-3q\right)\left(p-2\right)-2\left(q-3\right)\ge\left(p^2-3p\right)\left(p-2\right)-2\left(p-3\right)\)
\(=\left(p-3\right)\left(p^2-2p-2\right)=\left(p-3\right)\left[p\left(p-3\right)+p-2\right]\ge0\)
TH2: \(p\le q\)
Áp dụng BĐT Schur bậc 4:
\(p^4+4q^2+6p\ge5p^2q\Rightarrow p^3+6\ge5pq-\dfrac{4q^2}{P}\)
Do đó ta chỉ cần chứng minh:
\(5pq-\dfrac{4q^2}{p}+4q\ge2p^2+3pq\)
\(\Leftrightarrow p^2q-2q^2+2pq-p^3\ge0\)
\(\Leftrightarrow\left(q-p\right)\left(p^2-2q\right)\ge0\) (đúng)
Không mất tính tổng quát, giả sử \(x=mid\left\{x;y;z\right\}\)
\(\Rightarrow\left(x-y\right)\left(x-z\right)\le0\)
\(\Rightarrow x^2+yz\le xy+xz\)
\(\Rightarrow zx^2+yz^2\le xyz+xz^2\)
\(\Rightarrow P\le x^3+y^3+z^3+8\left(xy^2+xz^2+xyz\right)\)
\(\Rightarrow P\le x^3+y^3+z^3+3yz\left(y+z\right)+8\left(xy^2+xz^2+2xyz\right)\)
\(\Rightarrow P\le x^3+\left(y+z\right)^3+8x\left(y+z\right)^2\)
\(\Rightarrow P\le x^3+\left(4-x\right)^3+8x\left(4-x\right)^2\)
\(\Rightarrow P\le8x^3-52x^2+80x+64\)
Tới đây, đơn giản nhất là khảo sát hàm \(f\left(x\right)=8x^3-52x^2+80x+64\) trên \(\left[0;4\right]\)
(Nếu ko khảo sát hàm, ta có thể tách như sau, tất nhiên là dựa trên điểm rơi có được từ việc khảo sát hàm):
\(\Rightarrow P\le\left(8x^3-52x^2+80x-36\right)+100\)
\(\Rightarrow P\le4\left(x-1\right)^2\left(2x-9\right)+100\)
Do \(0\le x\le4\Rightarrow2x-9< 0\Rightarrow P\le100\)
Dấu "=" xảy ra khi \(\left(x;y;z\right)=\left(1;3;0\right)\) và 1 vài bộ hoán vị của chúng
Vì \(x\ge1\Rightarrow x^2\ge x\)
Từ đó: \(P\ge\frac{x}{\left(x+y\right)^2+x}+\frac{x}{z^2+x}=x\left[\frac{1}{\left(x+y\right)^2+x}+\frac{1}{z^2+x}\right]\)
\(\ge x\cdot\frac{4}{\left(x+y\right)^2+x+z^2+x}=\frac{4x}{\left(x+y\right)^2+z^2+2x}\) (Cauchy Schwarz)
Lại có: \(\left(x+y\right)^2+z^2=x^2+y^2+z^2+2xy=3\left(x+y+z\right)\)
\(\le3\sqrt{2\left[\left(x+y\right)^2+z^2\right]}\)
\(\Rightarrow\left(x+y\right)^2+z^2\le18\)
\(\Rightarrow P\ge\frac{4x}{18+2x}=2-\frac{18}{x+9}\ge2-\frac{18}{1+9}=\frac{1}{5}\)
Dấu "=" xảy ra khi: \(\hept{\begin{cases}x=1\\y=2\\z=3\end{cases}}\)
Vậy Min(P) = 1/5 khi x = 1 ; y = 2 ; z = 3
Từ \(\frac{x-1}{2}=\frac{y-2}{3}=\frac{z-3}{4}\)
\(\Rightarrow\frac{2\left(x-1\right)}{4}=\frac{3\left(y-2\right)}{9}=\frac{z-3}{4}\) (Nhân cả tử và mẫu tỷ số thứ nhất với 2, tỷ số thứ hai với 3)
\(\Rightarrow\frac{2x-2}{4}=\frac{3y-6}{9}=\frac{z-3}{4}\)
Áp dụng t/c dãy tỉ số bằng nhau ta có:
\(\frac{2x-2}{4}=\frac{3y-6}{9}=\frac{z-3}{4}=\frac{2x-2+3y-6-z+3}{4+9-4}=\frac{2x+3y-z-5}{9}=\frac{95-5}{9}=10\)
Từ \(\frac{2x-2}{4}=10\Rightarrow2x-2=40\Rightarrow2x=42\Rightarrow x=21\)
Từ \(\frac{3y-6}{9}=10\Rightarrow3y-6=90\Rightarrow3y=96\Rightarrow y=32\)
Từ \(\frac{z-3}{4}=10\Rightarrow z-3=40\Rightarrow z=43\)
Khi đó x+y+z=21+32+43=96
\(\frac{x-1}{2}=\frac{y-2}{3}=\frac{z-3}{4}\)
\(=>\frac{2\left(x-1\right)}{2.2}=\frac{3\left(y-2\right)}{3.3}=\frac{z-3}{4}\)
\(=>\frac{2x-2}{4}=\frac{3y-6}{9}=\frac{z-3}{4}\)
Theo t/c dãy rỉ số=nhau:
\(\frac{2x-2}{4}=\frac{3y-6}{9}=\frac{z-3}{4}=\frac{\left(2x-2\right)+\left(3y-6\right)-\left(z-3\right)}{4+9-4}\)\(=\frac{\left(2x+3y-z\right)+\left(-2-6+3\right)}{9}=\frac{95+\left(-5\right)}{9}=\frac{90}{9}=10\)
=>2x-2=10.4=>2x-2=40=>2x=42=>x=21
3y-6=10.9=>3y-6=90=>3y=96=>y=32
z-3=10.4=>z-3=40=>z=43
Vậy x+y+z=21+32+4396
Áp dụng bđt \(\sqrt[3]{a_1^3+b_1^3}+\sqrt[3]{b_1^3+b_2^3}+\sqrt[3]{a_3^3+b_3^3}\ge\sqrt[3]{\left(a_1+a_2+a_3\right)^3+\left(b_1+b_2+b_3\right)^3}\)
và bđt \(\left(a+b+c\right)^3\ge27abc\)
Ta thu đc \(M\ge\sqrt[3]{\left(x+y+z\right)^3+\left(\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}\right)^3}\ge\sqrt[3]{27abc+\frac{27}{abc}}\)
Đặt \(0< t=abc\le\left(\frac{a+b+c}{3}\right)^3\le\frac{1}{8}\)ta thu được
\(P\ge\sqrt[3]{f\left(t\right)}=\sqrt[3]{27t+\frac{27}{t}}\)
Lại có \(f\left(t\right)=27\left(64t+\frac{1}{t}-63t\right)\ge27\left(2\sqrt{64}-\frac{63}{8}\right)\)
\(\Leftrightarrow f\left(t\right)\ge27\left(16-\frac{63}{8}\right)=\frac{27.65}{8}\)
\(\Rightarrow P\ge\sqrt[3]{\frac{27.65}{8}}=\frac{3}{2}\sqrt[3]{65}\)(Đpcm !)
Nguồn : Team toán tỉnh 9B Tiên Lữ !!!!
\(VT\ge3\sqrt[3]{\dfrac{x^3y^3z^3\left(x+y\right)\left(y+z\right)\left(z+x\right)}{\left(x+y\right)\left(y+z\right)\left(z+x\right)}}=3xyz\) (dpcm)