Cho 3 số dương x, y, z thỏa mãn 0<x<y<z
Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
\(P=\frac{x^3z}{y^2\left(xz+y^2\right)}+\frac{y^4}{z^2\left(xz+y^2\right)}+\frac{x^315x^3}{x^2z}\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
\(x\left(x-z\right)+y\left(y-z\right)=0\)\(\Leftrightarrow\)\(x^2+y^2=z\left(x+y\right)\)
\(\frac{x^3}{z^2+x^2}=x-\frac{z^2x}{z^2+x^2}\ge x-\frac{z^2x}{2zx}=x-\frac{z}{2}\)
\(\frac{y^3}{y^2+z^2}=y-\frac{yz^2}{y^2+z^2}\ge y-\frac{yz^2}{2yz}=y-\frac{z}{2}\)
\(\frac{x^2+y^2+4}{x+y}=\frac{z\left(x+y\right)+4}{x+y}=z-x-y+\frac{4}{x+y}+x+y\ge z-x-y+4\)
Cộng lại ra minP=4, dấu "=" xảy ra khi \(x=y=z=1\)
giả sử x =0 khi đó y(z-0)=0 nên y=0 hoặc z=0 (trái vs giả thiết )
Giả sử y=0 khi đó x3=0 ( trái với giả thiết )
Vậy z=0
Khi z=0 ta có x3=y(-x)
<=> x2=-y
vì x2 \(\ge0\)với mọi x suy ra y\(\le\)0 nên y là số âm
vậy còn lại x là số dương
Em chung họ nguyển với anh em xin được làm quen với anh NGUYỄN THÀNH NAM
Lời giải:
$2023xy+2024yz+4047xz=2023xy+2024y(-x-y)+4047x(-x-y)$
$=-2024y^2-4047x^2-4048xy$
$=-[4047x^2+2024y^2+4048xy]$
$=-[2024(x^2+y^2+2xy)+2023x^2]=-[2024(x+y)^2+2023x^2]$
Vì $2024(x+y)^2+2023x^2\geq 0$ với mọi $x,y$
$\Rightarrow -[2024(x+y)^2+2023x^2]\leq 0$ với mọi $x,y$
Do đó nó không thể nhận giá trị dương.
Ta có : \(P=\frac{\left(\frac{x}{y}\right)^3}{\frac{x}{y}+\frac{y}{z}}+\frac{\left(\frac{y}{z}\right)^3}{\frac{x}{y}+\frac{y}{z}}+\left(\frac{z}{x}\right)^2+\frac{15}{\frac{z}{x}}\)
Đặt \(a=\frac{x}{y};b=\frac{y}{z};c=\frac{z}{x}\Rightarrow a,b,c=1,c>1\)
Biểu thức viết lại : \(P=\frac{a^3}{a+b}+\frac{b^3}{a+b}+c^2+\frac{15}{c}\)
Ta có : \(a^3+b^3\ge ab\left(a+b\right)\Rightarrow\frac{a^3}{a+b}+\frac{b^3}{a+b}\ge ab=\frac{1}{c}\) vì a,b>0
Vậy \(P\ge\frac{1}{c}+c^2+\frac{15}{c}=c^2+\frac{16}{c}=f\left(c\right)\) với mọi \(c\in\left(1;+\infty\right)\)
Ta có \(f'\left(c\right)=2c-\frac{16}{c}\Rightarrow f'\left(c\right)=0\Leftrightarrow c=2\)
Lập bảng biến thiên ta có \(f'\left(c\right)\ge f\left(2\right)=12\) khi và chỉ khi \(c=2\Rightarrow a=b=\frac{1}{\sqrt{2}}\Rightarrow z=\sqrt{2}y=2x\)
Vậy giá trị nhỏ nhất P=12 khi và chỉ khi \(z=\sqrt{2}y=2x\)