Cho số thực x thay đổi và thỏa mãn điều kiện: \(x^2+\left(3-x\right)^2\ge5\)
Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(P=x^4+\left(3-x\right)^4+6x^2\left(3-x\right)^2\)
K
Khách
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Những câu hỏi liên quan
14 tháng 10 2017
Đặt \(x^2+\left(3-x\right)^2=a\ge5\)
Ta có:
\(x\left(3-x\right)=-\frac{1}{2}\left(2x^2-6x\right)\)
\(=-\frac{1}{2}\left(x^2-6x+9+x^2-9\right)\)
\(=-\frac{1}{2}\left(x^2+\left(3-x\right)^2-9\right)=-\frac{1}{2}\left(a-9\right)\)
Áp dụng ta có:
\(P=x^4+\left(3-x\right)^4+6x^2\left(3-x\right)^2=\left(x^2+\left(3-x\right)^2\right)^2+4x^2\left(3-x\right)^2\)
\(=a^2+\left(a-9\right)^2\)
\(=2a^2-18a+81=\left(2a^2-20a+50\right)+2a+31\)
\(=2\left(a-5\right)^2+2a+31\ge0+2.5+31=41\)
24 tháng 2 2018
\(Q=x^2+\left(3-x\right)^2=\left[x+\left(3-x\right)\right]^2-2x\left(3-x\right)=3^2-2x\left(3-x\right)\)
đặt : t=2x.(3-x) => Q=9- t
\(Q\ge0\Rightarrow9-t\ge5\Rightarrow t\le4\)(*)
\(P=\left[x^2+\left(3-x\right)^2\right]^2+4x^2\left(3-x\right)^2=\left(9-t\right)^2+t^2\)
\(P=2t^2-18t+9^2=2\left(t^2-9.t\right)+9^2\)
\(P=2\left(t^2-2.\dfrac{9}{2}t+\dfrac{9^2}{4}\right)+9^2-\dfrac{9^2}{2}=2\left(t-\dfrac{9}{2}\right)^2+\dfrac{9^2}{2}\)
từ (*)
\(t\le4\Rightarrow\left(t-\dfrac{9}{2}\right)\le4-\dfrac{9}{2}=\dfrac{-1}{2}\Rightarrow\left(t-\dfrac{9}{2}\right)^2\ge\dfrac{1}{4}\)
\(P\ge2.\dfrac{1}{4}+\dfrac{9^2}{2}=\dfrac{1}{2}+\dfrac{81}{2}=\dfrac{82}{2}=41\)
đẳng thức khi t =4 <=> 2x(3-x) =4
<=>x^2 -3x =-2 <=>x^2 -3x+2=0 <=>x^2 -2x -(x-2)
<=>(x-1)(x-2) =0=>x={1;2}
AH
Akai Haruma
Giáo viên
24 tháng 2 2018
Lời giải:
Đặt \(\left\{\begin{matrix} x=a\\ 3-x=b\end{matrix}\right.\). Theo điều kiện đb ta có: \(\left\{\begin{matrix} a+b=3\\ a^2+b^2\geq 5\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow (a+b)^2-2ab\geq 5\Leftrightarrow 9-2ab\geq 5\)
\(\Leftrightarrow ab\leq 2\)
Ta có:
\(P=x^4+(3-x)^4+6x^2(3-x)^2\)
\(P=a^4+b^4+6a^2b^2=(a^2+b^2)^2+4a^2b^2\)
\(P=[(a+b)^2-2ab]^2+4a^2b^2=(9-2ab)^2+4a^2b^2\)
\(P=81+8a^2b^2-36ab=8(ab-2)^2-4ab+49\)
Ta có: \(\left\{\begin{matrix} (ab-2)^2\geq 0\\ ab\leq 2\end{matrix}\right.\) nên \(P\geq 0-4.2+49\Leftrightarrow P\geq 41\)
Vậy \(P_{\min}=41\)
Dấu bằng xảy ra khi \(ab=2\Leftrightarrow \text{x=2 or x=1}\)
TN
27 tháng 5 2016
Đặt \(y=3-x\).Ta có:\(\hept{\begin{cases}x+y=3\\x^2+y^2\ge5\end{cases}\Leftrightarrow\hept{\begin{cases}x^2+y^2+2xy=9\\x^2+y^2\ge5\end{cases}}}\)
\(\Rightarrow x^2+y^2+4\left(x^2+y^2+2xy\right)\ge5+4.9=41\)
\(\Rightarrow5\left(x^2+y^2\right)+4\left(2xy\right)\ge41\)
Mặt khác \(16\left(x^2+y^2\right)^2+25\left(2xy\right)^2\ge40\left(x^2+y^2\right)\left(2xy\right)\left(1\right)\)
Cộng 2 vế của (1) với \(25\left(x^2+y^2\right)^2+16\left(2xy\right)^2\):
\(\Rightarrow41\left[\left(x^2+y^2\right)^2+\left(2xy\right)^2\right]\ge\left[5\left(x^2+y^2\right)+4\left(2xy\right)^2\right]\ge41\)
hay \(\left(x^2+y^2\right)^2+\left(2xy\right)^2\ge41\Leftrightarrow x^4+y^4+6x^2y^2\ge41\)
Vậy minP=41
NV
18 tháng 3 2023
\(A=\dfrac{2\left(x^3+y^3\right)}{\left(x^4+y^2\right)\left(x^2+y^4\right)}=2.\dfrac{\left(x^3+y^3\right)}{x^4y^4+x^2y^2+x^6+y^6}\)
\(=2.\dfrac{\left(x^3+y^3\right)}{1+1+x^6+y^6}=2.\dfrac{x^3+y^3}{x^6+y^6+2x^3y^3}=2.\dfrac{x^3+y^3}{\left(x^3+y^3\right)^2}=\dfrac{2}{x^3+y^3}\left(1\right)\)
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy ta có:
\(x^3+y^3+1\ge3\sqrt{xy.1}=3\)
\(\Rightarrow x^3+y^3\ge2\Rightarrow\dfrac{2}{x^3+y^3}\le1\left(2\right)\)
\(\left(1\right),\left(2\right)\Rightarrow A\le1\)
Dấu "=" xảy ra khi x=y=1.
Vậy MaxA là 1, đạt được khi x=y=1.
NV
Nguyễn Việt Lâm
Giáo viên
14 tháng 2 2022
Hướng dẫn: đặt \(A=\dfrac{y^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}+\dfrac{z^4}{\left(y^2+z^2\right)\left(y+z\right)}+\dfrac{x^4}{\left(z^2+x^2\right)\left(z+x\right)}\)
Khi đó \(F-A=x-y+y-z+z-x=0\Rightarrow F=A\)
\(\Rightarrow2F=F+A=\sum\dfrac{x^4+y^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}\ge\sum\dfrac{\left(x^2+y^2\right)^2}{2\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}\ge\sum\dfrac{\left(x+y\right)^2\left(x^2+y^2\right)}{4\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}\)
\(\Rightarrow2F\ge\dfrac{x+y+z}{2}\Rightarrow F\ge\dfrac{x+y+z}{4}\)
KN
30 tháng 7 2020
Xét: \(\frac{x^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}-\frac{y^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}=\frac{x^4-y^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}\)\(=\frac{\left(x^2+y^2\right)\left(x^2-y^2\right)}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}=\frac{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)\left(x-y\right)}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}=x-y\)(1)
Tương tự, ta có: \(\frac{y^4}{\left(y^2+z^2\right)\left(y+z\right)}-\frac{z^4}{\left(y^2+z^2\right)\left(y+z\right)}=y-z\)(2); \(\frac{z^4}{\left(z^2+x^2\right)\left(z+x\right)}-\frac{x^4}{\left(z^2+x^2\right)\left(z+x\right)}=z-x\)(3)
Cộng theo vế của 3 đẳng thức (1), (2), (3), ta được:
\(\left[\frac{x^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}+\frac{y^4}{\left(y^2+z^2\right)\left(y+z\right)}+\frac{z^4}{\left(z^2+x^2\right)\left(z+x\right)}\right]\)\(-\left[\frac{y^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}+\frac{z^4}{\left(y^2+z^2\right)\left(y+z\right)}+\frac{x^4}{\left(z^2+x^2\right)\left(z+x\right)}\right]=0\)
\(\Rightarrow\frac{x^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}+\frac{y^4}{\left(y^2+z^2\right)\left(y+z\right)}+\frac{z^4}{\left(z^2+x^2\right)\left(z+x\right)}\)\(=\frac{y^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}+\frac{z^4}{\left(y^2+z^2\right)\left(y+z\right)}+\frac{x^4}{\left(z^2+x^2\right)\left(z+x\right)}\)
Mà \(A=\frac{x^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}+\frac{y^4}{\left(y^2+z^2\right)\left(y+z\right)}+\frac{z^4}{\left(z^2+x^2\right)\left(z+x\right)}\)nên \(2A=\frac{x^4+y^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}+\frac{y^4+z^4}{\left(y^2+z^2\right)\left(y+z\right)}+\frac{z^4+x^4}{\left(z^2+x^2\right)\left(z+x\right)}\)\(\ge\frac{\frac{\left(y^2+z^2\right)^2}{2}}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}+\frac{\frac{\left(y^2+z^2\right)^2}{2}}{\left(y^2+z^2\right)\left(y+z\right)}+\frac{\frac{\left(z^2+x^2\right)^2}{2}}{\left(z^2+x^2\right)\left(z+x\right)}\)
\(=\frac{1}{2}\left(\frac{x^2+y^2}{x+y}+\frac{y^2+z^2}{y+z}+\frac{z^2+x^2}{z+x}\right)\)\(\ge\frac{1}{2}\left(\frac{\frac{\left(x+y\right)^2}{2}}{x+y}+\frac{\frac{\left(y+z\right)^2}{2}}{y+z}+\frac{\frac{\left(z+x\right)^2}{2}}{z+x}\right)\)\(=\frac{1}{4}\left[\left(x+y\right)+\left(y+z\right)+\left(z+x\right)\right]=\frac{1}{2}\left(x+y+z\right)=\frac{1}{2}\)(Do theo giả thiết thì x + y + z = 1)
\(\Rightarrow A\ge\frac{1}{4}\)
Đẳng thức xảy ra khi \(x=y=z=\frac{1}{3}\)
TN
12 tháng 8 2017
Bài này t làm rồi, "nhẹ" không ấy mà :|
Dự đoán khi \(x=y=z=\frac{1}{3}\Rightarrow A=\frac{1}{4}\). Ta c/m nó là GTNN của A
Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz dạng Engel ta có:
\(A=Σ\frac{x^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}\ge\frac{\left(x^2+y^2+z^2\right)^2}{Σ\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}\)
Cần chứng minh BĐT \(\frac{\left(x^2+y^2+z^2\right)^2}{Σ\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}\ge\frac{x+y+z}{4}\)
\(\Leftrightarrow4\left(x^2+y^2+z^2\right)^2\ge\left(x+y+z\right)Σ\left(2x^3+x^2y+x^2z\right)\)
\(\LeftrightarrowΣ\left(2x^4-3x^3y-3x^3z+6x^2y^2-2x^2yz\right)\ge0\)
\(\LeftrightarrowΣ\left(2x^4-3x^3y-3x^3z+4x^2y^2\right)+Σ\left(2x^2y^2-2x^2yz\right)\ge0\)
\(\LeftrightarrowΣ\left(x^4-3x^3y+4x^2y^2-3xy^3+y^4\right)+Σ\left(x^2z^2-2z^2xy+y^2z^2\right)\ge0\)
\(\LeftrightarrowΣ\left(x-y\right)^2\left(x^2-xy+y^2\right)+Σz^2\left(x-y\right)^2\ge0\)
BĐT cuối đúng tức ta có \(A_{Min}=\frac{1}{4}\Leftrightarrow x=y=z=\frac{1}{3}\)
P/s: Nguồn lời giải Câu hỏi của Vo Trong Duy - Toán lớp 9 - Học toán với OnlineMath, rảnh quá ngồi gõ lại :V
4 tháng 8 2020
ĐK: \(0\le x,y,z\le2\), \(x+y+z=3\)
Đặt \(a=x-1\),\(b=y-1\),\(c=z-1\)
\(-1\le a,b,c\le1\)và \(a+b+c=0\)
Khi đó:
\(M=\left(a+1\right)^4+\left(b+1\right)^4+\left(c+1\right)^4-12abc\)
\(=a^4+b^4+c^4+4.\left(a^3+b^3+c^3\right)+6.\left(a^2+b^2+c^2\right)+4.\left(a+b+c\right)-3-12abc\)
Vì \(a+b+c=0\)nên
\(a^3+b^3+c^3-3abc=\left(a+b+c\right),\left(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca\right)=0\)
Do đó
\(M=a^4+b^4+c^4+6.\left(a^2+b^2+c^2\right)+3\ge3\)
Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi \(a=b=c=0\)hay \(x=y=z=1\)
Từ đó suy ra giá trị nhỏ nhất của M bằng 3
Đặt \(t=x^2+\left(3-x\right)^2\Rightarrow t\ge5\)
Mặt khác: \(t=x^2+\left(3-x\right)^2=9-2x\left(3-x\right)\Rightarrow x\left(3-x\right)=\frac{9-t}{2}\)
Ta có: \(P=\left[x^2+\left(3-x\right)^2\right]^2+4x^2\left(3-x\right)^2=t^2+4\left(\frac{9-t}{2}\right)^2\)
\(=2t^2-18t+81=2\left(t-\frac{9}{2}\right)^2+\frac{81}{2}\)
Mà \(t\ge5\Rightarrow t-\frac{9}{2}\ge\frac{1}{2}\Rightarrow P\ge2.\left(\frac{1}{2}\right)^2+\frac{81}{2}=41\)
Đẳng thức xảy ra khi \(t=5\Leftrightarrow x^2+\left(3-x\right)^2=5\Leftrightarrow x^2-3x+2\Leftrightarrow\orbr{\begin{cases}x=1\\x=2\end{cases}}\)
Vậy \(MinP=41\), đạt được khi \(x\in\left\{1;2\right\}\)
phải là tìm giá trị lớn nhất chứ