Cho a,b,c thuộc [3,5].Chứng minh
ab+bc+ca+3 > \(\dfrac{a^2+b^2+c^2+\left(a+b+c\right)^2}{4}\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Lời giải:
Vì $a,b,c\in [3;5]$ nên:
$|a-b|, |b-c|, |c-a|\leq 2$
$\Rightarrow (a-b)^2+(b-c)^2+(c-a)^2\leq 4+4+4=12$
$\Leftrightarrow a^2+b^2+c^2\leq 6+ab+bc+ac$
$\Leftrightarrow ab+bc+ac+3\geq \frac{a^2+b^2+c^2+(a+b+c)^2}{4}$
Dấu "=" xảy ra khi $(a,b)=(3,5); (b,c)=(3,5), (c,a)=(3,5)$ và hoán vị. Điều này không thể đồng thời xảy ra nên không có dấu "="
Ta có đpcm.
Fix đề: Cho a,b,c không âm. Chứng minh \(\dfrac{1}{\left(a-b\right)^2}+\dfrac{1}{\left(b-c\right)^2}+\dfrac{1}{\left(c-a\right)^2}\ge\dfrac{4}{ab+bc+ca}\)
Dự đoán điểm rơi sẽ có 1 số bằng 0.
Giả sử \(c=min\left\{a,b,c\right\}\) ( c là số nhỏ nhất trong 3 số) thì \(c\ge0\)
do đó \(ab+bc+ca\ge ab\) và \(\dfrac{1}{\left(b-c\right)^2}\ge\dfrac{1}{b^2};\dfrac{1}{\left(c-a\right)^2}=\dfrac{1}{\left(a-c\right)^2}\ge\dfrac{1}{a^2}\)
BDT cần chứng minh tương đương
\(ab\left[\dfrac{1}{\left(a-b\right)^2}+\dfrac{1}{a^2}+\dfrac{1}{b^2}\right]\ge4\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{ab}{\left(a-b\right)^2}+\dfrac{a^2+b^2}{ab}\ge4\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{ab}{\left(a-b\right)^2}+\dfrac{\left(a-b\right)^2}{ab}+2\ge4\)
BĐT trên hiển nhiên đúng theo AM-GM.
Do đó ta có đpcm. Dấu = xảy ra khi c=0 , \(\left(a-b\right)^2=a^2b^2\) ( và các hoán vị )
\(A=3\left(ab+bc+ca\right)+\dfrac{1}{2}\left(a-b\right)^2+\dfrac{1}{4}\left(b-c\right)^2+\dfrac{1}{8}\left(c-a\right)^2\\ =3\left(ab+bc+ca\right)+\dfrac{\left(a-b\right)^2}{2}+\dfrac{\left(b-c\right)^2}{4}+\dfrac{\left(c-a\right)^2}{8}\)
Áp dụng BDT: Cô-si dạng Engel:
\(\Rightarrow A=3\left(ab+bc+ca\right)+\dfrac{\left(a-b\right)^2}{2}+\dfrac{\left(b-c\right)^2}{4}+\dfrac{\left(c-a\right)^2}{8}\ge3\left(ab+bc+ca\right)+\dfrac{\left(a-b+b-c+c-a\right)^2}{2+4+8}=3\left(ab+bc+ca\right)\left(1\right)\)
\(\text{Ta lại có: }ab+bc+ac\le a^2+b^2+c^2\\ \Leftrightarrow ab+bc+ac+2\left(ab+bc+ac\right)\le a^2+b^2+c^2+2\left(ab+bc+ac\right)\\ \Leftrightarrow3\left(ab+bc+ac\right)\le\left(a+b+c\right)^2=3^2=9\left(2\right)\)
Từ \(\left(1\right)\) và \(\left(2\right)\Rightarrow A\le9\)
Dấu \("="\) xảy ra khi: \(\left\{{}\begin{matrix}a=b=c\\a+b+c=3\\\dfrac{a-b}{2}+\dfrac{b-c}{4}+\dfrac{c-a}{8}\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}a=1\\b=1\\c=1\end{matrix}\right.\Leftrightarrow a=b=c=1\)
Vậy \(A_{Max}=9\) khi \(a=b=c=1\)
3/ Áp dụng bất đẳng thức AM-GM, ta có :
\(\dfrac{a^2}{b^2}+\dfrac{b^2}{c^2}\ge2\sqrt{\dfrac{\left(ab\right)^2}{\left(bc\right)^2}}=\dfrac{2a}{c}\)
\(\dfrac{b^2}{c^2}+\dfrac{c^2}{a^2}\ge2\sqrt{\dfrac{\left(bc\right)^2}{\left(ac\right)^2}}=\dfrac{2b}{a}\)
\(\dfrac{c^2}{a^2}+\dfrac{a^2}{b^2}\ge2\sqrt{\dfrac{\left(ac\right)^2}{\left(ab\right)^2}}=\dfrac{2c}{b}\)
Cộng 3 vế của BĐT trên ta có :
\(2\left(\dfrac{a^2}{b^2}+\dfrac{b^2}{c^2}+\dfrac{c^2}{a^2}\right)\ge2\left(\dfrac{a}{b}+\dfrac{b}{c}+\dfrac{c}{a}\right)\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{a^2}{b^2}+\dfrac{b^2}{c^2}+\dfrac{c^2}{a^2}\ge\dfrac{a}{b}+\dfrac{b}{c}+\dfrac{c}{a}\left(\text{đpcm}\right)\)
Bài 1:
Áp dụng BĐT AM-GM ta có:
\(\frac{1}{a^2+bc}+\frac{1}{b^2+ac}+\frac{1}{c^2+ab}\leq \frac{1}{2\sqrt{a^2.bc}}+\frac{1}{2\sqrt{b^2.ac}}+\frac{1}{2\sqrt{c^2.ab}}=\frac{\sqrt{ab}+\sqrt{bc}+\sqrt{ac}}{2abc}\)
Tiếp tục áp dụng BĐT AM-GM:
\(\sqrt{bc}+\sqrt{ac}+\sqrt{ab}\leq \frac{b+c}{2}+\frac{c+a}{2}+\frac{a+b}{2}=a+b+c\)
Do đó:
\(\frac{1}{a^2+bc}+\frac{1}{b^2+ac}+\frac{1}{c^2+ab}\leq \frac{\sqrt{ab}+\sqrt{bc}+\sqrt{ca}}{2abc}\leq \frac{a+b+c}{2abc}\) (đpcm)
Dấu "=" xảy ra khi $a=b=c$