Cho 2 số thực dương thỏa mãn x+y+3xy=1
Tìm GTLN của biểu thức A= \(\sqrt{1-x^2}+\sqrt{1-y^2}+\dfrac{3xy}{x+y}\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
\(\left\{{}\begin{matrix}x;y;z\ge0\\x+y+z=1\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow0\le x;y;z\le1\)
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}x^2\le x\\y^2\le y\\z^2\le z\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}2x^2+x+1\le x^2+2x+1\\2y^2+y+1\le y^2+2y+1\\2z^2+z+1\le z^2+2z+1\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow P\le\sqrt{\left(x+1\right)^2}+\sqrt{\left(y+1\right)^2}+\sqrt{\left(z+1\right)^2}=x+y+z+3=4\)
\(P_{max}=4\) khi \(\left(x;y;z\right)=\left(0;0;1\right)\) và các hoán vị
\(3xy=x+y+1\ge3\sqrt[3]{xy}\Rightarrow xy\ge1\)
\(4xy=xy+x+y+1=x\left(y+1\right)+\left(y+1\right)=\left(x+1\right)\left(y+1\right)\)
\(P=\frac{1}{x\left(y+1\right)}+\frac{1}{y\left(x+1\right)}=\frac{2xy+x+y}{4\left(xy\right)^2}=\frac{5xy-1}{4\left(xy\right)^2}\)
Xét hiệu: \(P-1=\frac{5xy-1}{4x^2y^2}-1=\frac{\left(4xy-1\right)\left(1-xy\right)}{4x^2y^2}\le0\) với mọi \(xy\ge1\)
Vậy \(P\le1\)hay max P = 1.
Dẫu "=" xảy ra <=> x = y = 1.
Áp dụng BĐT Cauchy ta có: \(3xy\ge2\sqrt{xy}+1\Leftrightarrow xy\ge1\)
Áp dụng BĐT Cauchy ta có:
\(P=\frac{1}{x\left(y+1\right)}+\frac{1}{y\left(x+1\right)}=\frac{5xy-1}{xy\left(x+1\right)\left(y+1\right)}=\frac{5xy-1}{4\left(xy\right)^2}\), đặt t=\(\frac{1}{xy}\)
\(f\left(t\right)=\frac{5}{4}t-\frac{1}{4}t^2\)đồng biến trên (0;1] nên f(t) đạt GTLN tại t=1
Vậy GTKN của P=1 đạt được khi x=y=1
\(1=x+y+3xy\le x+y+\dfrac{3}{4}\left(x+y\right)^2\)
\(\Rightarrow3\left(x+y\right)^2+4\left(x+y\right)-4\ge0\)
\(\Rightarrow3\left(x+y+2\right)\left(x+y-\dfrac{2}{3}\right)\ge0\)
\(\Rightarrow x+y\ge\dfrac{2}{3}\) \(\Rightarrow\dfrac{1}{x+y}\le\dfrac{3}{2}\)
Đồng thời: \(x^2+y^2\ge\dfrac{1}{2}\left(x+y\right)^2\ge\dfrac{1}{2}.\left(\dfrac{2}{3}\right)^2=\dfrac{2}{9}\)
\(\Rightarrow-\left(x^2+y^2\right)\le-\dfrac{2}{9}\)
Từ đó ta có:
\(A=\sqrt{1-x^2}+\sqrt{1-y^2}+\dfrac{1-\left(x+y\right)}{x+y}=\sqrt{1-x^2}+\sqrt{1-y^2}+\dfrac{1}{x+y}-1\)
\(A\le\sqrt{2\left[2-\left(x^2+y^2\right)\right]}+\dfrac{1}{x+y}-1\le\sqrt{2\left(2-\dfrac{2}{9}\right)}+\dfrac{3}{2}-1=\dfrac{3+8\sqrt{2}}{6}\)
Dấu "=" xảy ra khi \(x=y=\dfrac{1}{3}\)