Cho ba số thực dương a, b,c biết abc=1 .Cm D≥ 1 với
D= \(\frac{a}{a+2b}+\frac{b}{b+2c}+\frac{c}{c+2a}\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Hình như đề sai, theo mik là nó lớn hơn bằng 3/2 nhé (ko biết đúng ko)
\(\frac{a}{b^2c+1}+\frac{b}{c^2a+1}+\frac{c}{a^2b+1}=\frac{a^2}{ab^2c+a}+\frac{b^2}{bc^2a+b}+\frac{c^2}{ca^2b+c}\)
Do a,b,c là 3 số thực dương nên áp dụng BĐT Cauchy Schwarz cho 3 phân số:
\(\frac{a^2}{ab^2c+a}+\frac{b^2}{bc^2a+b}+\frac{c^2}{ca^2b+c}\ge\frac{\left(a+b+c\right)^2}{ab^2c+bc^2a+ca^2b+a+b+c}\)
\(=\frac{\left(a+b+c\right)^2}{abc\left(a+b+c\right)+\left(a+b+c\right)}=\frac{9}{3abc+3}\)(Thay a+b+c=3)
Lại có: \(abc\le\frac{\left(a+b+c\right)^3}{27}=\frac{3^3}{27}=1\)(BĐT Cauchy cho 3 số)
\(\Rightarrow\frac{9}{3abc+3}\ge\frac{9}{6}=\frac{3}{2}\Rightarrow\frac{a^2}{ab^2c+a}+\frac{b^2}{bc^2a+b}+\frac{c^2}{ca^2b+c}\ge\frac{3}{2}\)
\(\Rightarrow\frac{a}{b^2c+1}+\frac{b}{c^2a+1}+\frac{c}{a^2b+1}\ge\frac{3}{2}.\)
Áp dụng bất đẳng thức cơ bản dạng\(\left(x+y\right)^2\ge4xy\), ta được: \(\left(a+2b\right)^2=\left(\frac{2a+b}{2}+\frac{3b}{2}\right)^2\ge4.\frac{2a+b}{2}.\frac{3b}{2}=3b\left(2a+b\right)\)
\(\Rightarrow\frac{2a+b}{a+2b}\le\frac{a+2b}{3b}\Rightarrow\frac{2a+b}{a\left(a+2b\right)}\le\frac{1}{3}\left(\frac{2}{a}+\frac{1}{b}\right)\)
Tương tự, ta có: \(\frac{2b+c}{b\left(b+2c\right)}\le\frac{1}{3}\left(\frac{2}{b}+\frac{1}{c}\right)\); \(\frac{2c+a}{c\left(c+2a\right)}\le\frac{1}{3}\left(\frac{2}{c}+\frac{1}{a}\right)\)
Cộng theo vế ba bất đẳng thức trên, ta được: \(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\ge\frac{2a+b}{a\left(a+2b\right)}+\frac{2b+c}{b\left(b+2c\right)}+\frac{2c+a}{c\left(c+2a\right)}\)
Đẳng thức xảy ra khi a = b = c
Đặt vế trái là P
\(P=\frac{1}{a^2+b^2+b^2+1+2}+\frac{1}{b^2+c^2+c^2+1+2}+\frac{1}{c^2+a^2+a^2+1+2}\)
\(P\le\frac{1}{2ab+2b+2}+\frac{1}{2bc+2c+2}+\frac{1}{2ca+2a+2}=\frac{1}{2}\left(\frac{1}{ab+b+1}+\frac{1}{bc+c+1}+\frac{1}{ca+a+1}\right)\)
\(P\le\frac{1}{2}\left(\frac{1}{ab+b+1}+\frac{abc}{bc+c+abc}+\frac{b}{abc+ab+b}\right)\)
\(P\le\frac{1}{2}\left(\frac{1}{ab+b+1}+\frac{ab}{b+1+ab}+\frac{b}{1+ab+b}\right)=\frac{1}{2}\)
Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=1\)
Áp dụng BĐT Svác ta có:
\(\frac{a^2}{2b+c}+\frac{b^2}{2c+a}+\frac{c^2}{2a+b}\ge\frac{\left(a+b+c\right)^2}{3\left(a+b+c\right)}=\frac{a+b+c}{3}\)
Áp dụng bổ đề quen thuộc \(x^3+y^3\ge xy\left(x+y\right)\), ta được: \(\frac{1}{2a^3+b^3+c^3+2}=\frac{1}{\left(a^3+b^3\right)+\left(a^3+c^3\right)+2}\le\frac{1}{ab\left(a+b\right)+ac\left(a+c\right)+2}\)\(=\frac{bc}{ab^2c\left(a+b\right)+abc^2\left(a+c\right)+2bc}=\frac{bc}{b\left(a+b\right)+c\left(a+c\right)+2bc}\)\(\le\frac{bc}{ab+ac+4bc}=\frac{bc}{b\left(a+c\right)+c\left(a+b\right)+2bc}\)\(\le\frac{1}{9}\left(\frac{bc}{b\left(a+c\right)}+\frac{bc}{c\left(a+b\right)}+\frac{bc}{2bc}\right)=\frac{1}{9}\left(\frac{c}{a+c}+\frac{b}{a+b}+\frac{1}{2}\right)\)(1)
Tương tự, ta có: \(\frac{1}{a^3+2b^3+c^3+2}\le\frac{1}{9}\left(\frac{c}{b+c}+\frac{a}{a+b}+\frac{1}{2}\right)\)(2); \(\frac{1}{a^3+b^3+2c^3+2}\le\frac{1}{9}\left(\frac{b}{b+c}+\frac{a}{a+c}+\frac{1}{2}\right)\)(3)
Cộng theo vế ba bất đẳng thức (1), (2), (3), ta được: \(P\le\frac{1}{9}\left(1+1+1+\frac{3}{2}\right)=\frac{1}{2}\)
Vậy giá trị lớn nhất của P là \(\frac{1}{2}\)đạt được khi x = y = z = 1
Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz ta có:
\(P=\frac{1}{\left(a+2\right)+\left(a+2\right)+\left(b+2\right)}+\frac{1}{\left(b+2\right)+\left(b+2\right)+\left(c+2\right)}+\frac{1}{\left(c+2\right)+\left(c+2\right)+\left(a+2\right)}\)
\(\le\frac{1}{9}\left(\frac{2}{a+2}+\frac{1}{b+2}\right)+\frac{1}{9}\left(\frac{2}{b+2}+\frac{1}{c+2}\right)+\frac{1}{9}\left(\frac{2}{c+2}+\frac{1}{a+2}\right)\)
\(=\frac{1}{3}\left(\frac{1}{a+2}+\frac{1}{b+2}+\frac{1}{c+2}\right)\)
Dễ dàng cm BĐT \(\frac{1}{x+1}+\frac{1}{y+1}\ge\frac{2}{1+\sqrt{xy}}\)
\(\frac{1}{a+2}+\frac{1}{b+2}+\frac{1}{c+2}=\frac{1}{2}\left(\frac{1}{1+\frac{a}{2}}+\frac{1}{1+\frac{b}{2}}+\frac{1}{1+\frac{c}{2}}\right)\)
\(\le\frac{1}{2}.\frac{3}{1+\sqrt[3]{\frac{abc}{8}}}=\frac{3}{4}\Rightarrow P\le\frac{1}{4}\)
Xảy ra khi \(a=b=c=2\)
À viết ngược dấu BĐT phụ r` :v
\(\frac{1}{1+x}+\frac{1}{1+y}\le\frac{2}{1+\sqrt{xy}}\) mới đúng nhé :v
\(\Leftrightarrow\frac{\left(\sqrt{xy}-1\right)\left(\sqrt{x}-\sqrt{y}\right)^2}{\left(x+1\right)\left(y+1\right)\left(1+\sqrt{xy}\right)}\le0\)
Đặt \(a=x^2;b=y^2;c=z^2\)khi đó ta được xyz=1 và biểu thức P viết được thành
\(P=\frac{1}{x^2+2y^2+3}+\frac{1}{y^2+2x^2+3}+\frac{1}{z^2+2x^2+3}\)
Ta có \(x^2+y^2\ge2xy;y^2+1\ge2y\Rightarrow x^2+2y^2+3\ge2\left(xy+y+1\right)\)
Do đó ta được \(\frac{1}{x^2+2y^2+3}\le\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{xy+y+1}\)
Chứng minh tương tự ta có:
\(\frac{1}{y^2+2z^2+3}\le\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{yz+z+1};\frac{1}{z^2+2x^2+3}\le\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{zx+z+1}\)
Cộng các vế BĐT trên ta được
\(P\le\frac{1}{2}\left(\frac{1}{xy+y+1}+\frac{1}{yz+z+1}+\frac{1}{zx+x+1}\right)\)
Ta cần chứng minh \(\frac{1}{ab+b+1}+\frac{1}{bc+b+1}+\frac{1}{ca+a+1}=1\)
Do xyz=1 nên ta được
\(\frac{1}{xy+y+1}+\frac{1}{yz+z+1}+\frac{1}{zx+x+1}=\frac{zx}{z+1+zx}+\frac{x}{1+zx+z}+\frac{1}{zx+x+1}=1\)
Từ đó ta được
\(P\le\frac{1}{2}\). Dấu "=" xảy ra <=> a=b=c=1