Cho a, b, c là 3 số dương thỏa mãn ab + bc + ca = 3abc. Chứng minh rằng:
a a 2 + b c + b b 2 + c a + c c 2 + a b ≤ 3 2
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
a, \(\left(a+b+c\right)^2=3\left(ab+bc+ac\right)\Leftrightarrow a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ac=3\left(ab+bc+ac\right)\)
\(\Leftrightarrow a^2+b^2+c^2-ab-bc-ac=0\Leftrightarrow\left(a-b\right)^2+\left(b-c\right)^2+\left(c-a\right)^2=0\)
=> a=b=c
a+b+c=1; a>0; b>0; c>0
=>a>=b>=c>=0
=>a(a-c)>=b(b-c)>=0
=>a(a-b)(a-c)>=b(a-b)(b-c)
=>a(a-b)(a-c)+b(b-a)(b-c)>=0
mà (a-c)(b-c)*c>=0 và c(c-a)(c-b)>=0
nên a(a-b)(a-c)+b(b-a)(b-c)+(a-c)(b-c)*c>=0
=>a^3+b^3+c^3+3acb>=a^2b+a^2c+b^2c+b^2a+c^2b+c^2a
=>a^3+b^3+c^3+6abc>=(a+b+c)(ab+bc+ac)
=>a^3+b^3+c^3+6abc>=(ab+bc+ac)
mà a^3+b^3+c^3-3abc=(a+b+c)(a^2+b^2+c^2-ab-ac-bc)
nên 2(a^3+b^3+c^3)+3acb>=a^2+b^2+c^2>=ab+bc+ac(ĐPCM)
Ta có:
\(\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)=\left(a+b+c\right)\left(ab+bc+ca\right)-abc\)
\(=\left(a+b+c\right)\left(ab+bc+ca\right)-\sqrt[3]{abc}.\sqrt[3]{ab.bc.ca}\)
\(\ge\left(a+b+c\right)\left(ab+bc+ca\right)-\dfrac{1}{3}\left(a+b+c\right).\dfrac{1}{3}\left(ab+bc+ca\right)\)
\(=\dfrac{8}{9}\left(a+b+c\right)\left(ab+bc+ca\right)\)
Do đó:
\(\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)\ge\dfrac{8}{9}.3.\left(a+b+c\right)\ge\dfrac{8}{3}\sqrt{3\left(ab+bc+ca\right)}=8\) (đpcm)
Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=1\)
Từ điều kiện đề bài ta có a b + b c + c a a b c = 3 ⇔ 1 a + 1 b + 1 c = 3
Áp dụng hai lần bất đẳng thức Côsi cho hai số dương, ta có:
a 2 + b c ≥ 2 a 2 . b c = 2 a b c ⇒ a a 2 + b c ≤ 2 2 a b c = 1 2 b c 1 b . 1 c ≤ 1 2 1 b + 1 c ⇒ a a 2 + b c ≤ 1 4 1 b + 1 c
Tương tự ta có:
b b 2 + c a ≤ 1 4 1 c + 1 a ; c c 2 + a b ≤ 1 4 1 a + 1 b ⇒ a a 2 + b c + b b 2 + c a + c c 2 + a b ≤ 1 2 1 a + 1 b + 1 c = 3 2 .