Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Bất đẳng thức cần chứng minh tương đương với:
\(\dfrac{a}{a+3\sqrt{bc}}+\dfrac{b}{b+3\sqrt{ca}}+\dfrac{c}{c+3\sqrt{ab}}\)
Ta áp dụng bất đẳng thức Cô si dạng \(2\sqrt{xy}\le x+y\) cho các căn thức ở mẫu, khi đó ta được:
\(\dfrac{a}{a+3\sqrt{bc}}+\dfrac{b}{b+3\sqrt{ca}}+\dfrac{c}{c+3\sqrt{ab}}\ge\) với biểu thức
\(\dfrac{2a}{2a+3b+3c}+\dfrac{2b}{3a+2b+3c}+\dfrac{2c}{3a+3b+2c}\)
Khi đó ta cần chứng minh:
\(\dfrac{2a}{2a+3b+3c}+\dfrac{2b}{3a+2b+3c}+\dfrac{2c}{3a+3b+2c}\ge\dfrac{3}{4}\)
Đặt: \(\left\{{}\begin{matrix}x=2a+3b+3c\\y=3a+2b+3c\\z=3a+3b+2c\end{matrix}\right.\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}2a=\dfrac{1}{4}\left(3y+3z-5x\right)\\2b=\dfrac{1}{4}\left(3z+3x-5y\right)\\2c=\dfrac{1}{4}\left(3x+3y-5z\right)\end{matrix}\right.\)
Khi đó đẳng thức trên được viết lại thành:
\(\dfrac{3y+3z-5x}{4x}+\dfrac{3z+3x-5y}{4y}+\dfrac{3x+3y-5z}{4z}\ge\dfrac{3}{4}\)
Hay: \(3\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}+\dfrac{y}{z}+\dfrac{z}{y}+\dfrac{x}{z}+\dfrac{z}{x}\right)-15\ge3\)
Bất đẳng thức cuối cùng luôn đúng theo bất đẳng thức Cô si.
Vậy bất đẳng thức được chứng minh. Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi \(a=b=c\)
Đặt \(x=\sqrt{a};y=\sqrt{b};z=\sqrt{c}\)
Khi đó bđt đã tro chở thành:
\(\dfrac{yz}{x^2+3yz}+\dfrac{zx}{y^2+3zx}+\dfrac{xy}{z^2+3xy}\le\dfrac{3}{4}\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{1}{3}-\dfrac{yz}{x^2+3yz}+\dfrac{1}{3}-\dfrac{zx}{y^2+3zx}+\dfrac{1}{3}-\dfrac{xy}{z^2+3xy}\ge1-\dfrac{3}{4}\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{x^2}{x^2+3yz}+\dfrac{y^2}{y^2+3zx}+\dfrac{z^2}{z^2+3xy}\ge\dfrac{3}{4}\) (đpcm)
Đặt \(a\left(1-b\right)=x;b\left(1-c\right)=y;c\left(1-a\right)=x\)
\(\Rightarrow1-\left(a+b+c\right)+ab+bc+ca=1-a\left(1-b\right)-b\left(1-c\right)-c\left(1-a\right)=1-x-y-z\)
BĐT cần c/m trở thành:
\(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\ge\dfrac{3}{1-x-y-z}\)
\(\Leftrightarrow\left(1-x-y-z\right)\left(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\right)-3\ge0\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{1-x-y-z}{x}+\dfrac{1-x-y-z}{y}+\dfrac{1-x-y-z}{z}-3\ge0\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{1-y-z}{x}+\dfrac{1-z-x}{y}+\dfrac{1-x-y}{z}-6\ge0\) (1)
Lại có: \(1-y-z=1-b\left(1-c\right)-c\left(1-a\right)=1-b-c+bc+ca=\left(1-b\right)\left(1-c\right)+ca\)
Nên (1) tương đương:
\(\dfrac{\left(1-b\right)\left(1-c\right)+ca}{a\left(1-b\right)}+\dfrac{\left(1-a\right)\left(1-c\right)+ab}{b\left(1-c\right)}+\dfrac{\left(1-a\right)\left(1-b\right)+bc}{c\left(1-a\right)}-6\ge0\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{1-c}{a}+\dfrac{c}{1-b}+\dfrac{1-a}{b}+\dfrac{a}{1-c}+\dfrac{1-b}{c}+\dfrac{b}{1-a}\ge6\)
BĐT trên hiển nhiên đúng theo AM-GM do:
\(\dfrac{1-c}{a}+\dfrac{c}{1-b}+\dfrac{1-a}{b}+\dfrac{a}{1-c}+\dfrac{1-b}{c}+\dfrac{b}{1-a}\ge6\sqrt[6]{\dfrac{abc\left(1-a\right)\left(1-b\right)\left(1-c\right)}{abc\left(1-a\right)\left(1-b\right)\left(1-c\right)}}=6\) (đpcm)
Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=\dfrac{1}{2}\)
Cám ơn bài giải của thầy Lâm ạ!
Và từ bài bất đăng thức này, đã được chế thành bài toán hình học trong 1 kì thi học sinh giỏi toán cấp tỉnh thầy ạ!
Chứng minh : \(\left(x^2+y^2+z^2\right)^2\ge3\left(x^3y+y^3z+z^3x\right)\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{1}{2}\left(\left(x^2-y^2-xy-xz+2yz\right)^2+\left(y^2-z^2-yz-xy+2xz\right)^2+\left(z^2-x^2-xz-yz+2xy\right)^2\right)\ge0\)
Áp dụng BĐT AM-GM ta có:
\(\dfrac{a}{ab+1}=a-\dfrac{a^2b}{ab+1}\ge a-\dfrac{a^2b}{2\sqrt{ab}}=a-\dfrac{\sqrt{a^3b}}{2}\)
Tương tự cho 2 BĐT còn lại ta cũng có:
\(\dfrac{b}{bc+1}\ge b-\dfrac{\sqrt{b^3c}}{2};\dfrac{c}{ca+1}\ge c-\dfrac{\sqrt{c^3a}}{2}\)
Cộng theo vế 3 BĐT trên ta có:
\(VT\ge3-\dfrac{1}{2}\left(\sqrt{a^3b}+\sqrt{b^3c}+\sqrt{c^3a}\right)\ge3-\dfrac{3}{2}=\dfrac{3}{2}\)
Xảy ra khi \(a=b=c=1\)
a) Sai với \(a=1,b=2\)
b)
Thực hiện biến đổi tương đương:
\(\frac{a}{3b}+\frac{b(a+b)}{a^2+ab+b^2}\geq 1\)
\(\Leftrightarrow \frac{a}{3b}+\frac{b(a+b)+a^2}{a^2+ab+b^2}-\frac{a^2}{a^2+ab+b^2}\geq 1\)
\(\Leftrightarrow \frac{a}{3b}-\frac{a^2}{a^2+ab+b^2}\geq 0\)
\(\Leftrightarrow \frac{1}{3b}-\frac{a}{a^2+ab+b^2}\geq 0\)
\(\Leftrightarrow \frac{a^2+ab+b^2-3ab}{3b(a^2+ab+b^2)}\geq 0\)
\(\Leftrightarrow \frac{(a-b)^2}{3b(a^2+ab+b^2)}\geq 0\) (luôn đúng)
Do đó ta có đpcm. Dấu bằng xảy ra khi $a=b$
c) BĐT sai với \(a=1,b=2\)
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy-Shwarz dạng Engel và AM - GM có:
\(\dfrac{a^5}{bc}+\dfrac{b^5}{ca}+\dfrac{c^5}{ab}=\dfrac{a^6}{abc}+\dfrac{b^6}{abc}+\dfrac{c^6}{abc}\ge\dfrac{\left(a^3+b^3+c^3\right)^2}{3abc}\)
\(=\dfrac{\left(a^3+b^3+c^3\right)^2}{a^3+b^3+c^3}=a^3+b^3+c^3\)
Dấu " = " khi a = b = c = 1
Vậy...
Lời giải khác:
Áp dụng BĐT AM-GM:
\(\left\{\begin{matrix} \frac{a^5}{bc}+abc\geq 2\sqrt{a^6}=2a^3\\ \frac{b^5}{ac}+abc\geq 2\sqrt{b^6}=2b^3\\ \frac{c^5}{ab}+abc\geq 2\sqrt{c^6}=2c^3\end{matrix}\right.\Rightarrow \frac{a^5}{bc}+\frac{b^5}{ac}+\frac{c^5}{ab}\geq 2(a^3+b^3+c^3)-3abc\)
Mặt khác, cũng theo BĐT AM-GM:
\(a^3+b^3+c^3\geq 3abc\Rightarrow 2(a^3+b^3+c^3)-3abc\geq a^3+b^3+c^3\)
Kéo theo \(\frac{a^5}{bc}+\frac{b^5}{ac}+\frac{c^5}{ab}\geq a^3+b^3+c^3\) (đpcm)
Dấu bằng xảy ra khi \(a=b=c\)
Lời giải:
Do $a+b+c=1$ nên:
\(\text{VT}=\sqrt{\frac{ab}{c(a+b+c)+ab}}+\sqrt{\frac{bc}{a(a+b+c)+bc}}+\sqrt{\frac{ca}{b(a+b+c)+ac}}\)
\(=\sqrt{\frac{ab}{(c+a)(c+b)}}+\sqrt{\frac{bc}{(a+b)(a+c)}}+\sqrt{\frac{ca}{(b+c)(b+a)}}\)
Áp dụng BĐT AM-GM:
\(\sqrt{\frac{ab}{(c+a)(c+b)}}\leq \frac{1}{2}\left(\frac{a}{c+a}+\frac{b}{c+b}\right)\)
\(\sqrt{\frac{bc}{(a+b)(a+c)}}\leq \frac{1}{2}\left(\frac{b}{a+b}+\frac{c}{c+a}\right)\)
\(\sqrt{\frac{ca}{(b+c)(b+a)}}\leq \frac{1}{2}\left(\frac{c}{b+c}+\frac{a}{b+a}\right)\)
Cộng theo vế:
\(\Rightarrow \text{VT}\leq \frac{1}{2}\left(\frac{a+b}{a+b}+\frac{b+c}{b+c}+\frac{c+a}{c+a}\right)=\frac{3}{2}\) (đpcm)
Dấu "=" xảy ra khi $a=b=c=\frac{1}{3}$
\(VT=\dfrac{a^4}{ab}+\dfrac{b^4}{bc}+\dfrac{c^4}{ca}\ge\dfrac{\left(a^2+b^2+c^2\right)^2}{ab+bc+ca}\ge\dfrac{\left(ab+bc+ca\right)^2}{ab+bc+ca}=ab+bc+ca\)
Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c\)
Ta chứng minh bđt phụ \(x^2+y^2+z^2\ge xy+yz+zx\forall x,y,z>0\)
\(\Leftrightarrow2x^2+2y^2+2z^2\ge2xy+2yz+2zx\Leftrightarrow x^2-2xy+y^2+y^2-2yz+z^2+z^2-2zx+x^2\ge0\Leftrightarrow\left(x-y\right)^2+\left(y-z\right)^2+\left(z-x\right)^2\ge0\)\(\Rightarrow x^2+y^2+z^2\ge xy+yz+zx\left(1\right)\)
Áp dụng bđt Cô-si vào các số a,b,c dương :
\(\dfrac{a^3}{b}+ab\ge2\sqrt{\dfrac{a^3}{b}\cdot ab}=2\sqrt{a^4}=2a^2\)
Chứng minh tương tự ta được:
\(\dfrac{b^3}{c}+bc\ge2b^2;\dfrac{c^3}{a}+ca\ge2c^2\)
\(\Rightarrow\dfrac{a^3}{b}+\dfrac{b^3}{c}+\dfrac{c^3}{a}+ab+bc+ca\ge2a^2+2b^2+2c^2\ge2ab+2bc+2ca\) (do áp dụng (1)) \(\Rightarrow\dfrac{a^3}{b}+\dfrac{b^3}{c}+\dfrac{c^3}{a}\ge2\left(ab+bc+ca\right)-\left(ab+bc+ca\right)=ab+bc+ca\)
Dấu = xảy ra \(\Leftrightarrow a=b=c\)
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy - Schwarz
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{b^2c}{a^3\left(b+c\right)}+\dfrac{b+c}{4bc}+\dfrac{1}{2b}\ge3\sqrt[3]{\dfrac{b^2c\left(b+c\right)}{8a^3\left(b+c\right)b^2c}}=\dfrac{3}{2a}\\\dfrac{c^2a}{b^3\left(c+a\right)}+\dfrac{c+a}{4ca}+\dfrac{1}{2c}\ge3\sqrt[3]{\dfrac{c^2a\left(c+a\right)}{8b^3\left(c+a\right)c^2a}}=\dfrac{3}{2b}\\\dfrac{a^2b}{c^3\left(a+b\right)}+\dfrac{a+b}{4ab}+\dfrac{1}{2a}\ge3\sqrt[3]{\dfrac{a^2b\left(a+b\right)}{8c^3\left(a+b\right)a^2b}}=\dfrac{3}{2c}\end{matrix}\right.\)
\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{b^2c}{a^3\left(b+c\right)}+\dfrac{1}{4c}+\dfrac{1}{4b}+\dfrac{1}{2b}\ge\dfrac{3}{2a}\\\dfrac{c^2a}{b^3\left(c+a\right)}+\dfrac{1}{4a}+\dfrac{1}{4c}+\dfrac{1}{2c}\ge\dfrac{3}{2b}\\\dfrac{a^2b}{c^3\left(a+b\right)}+\dfrac{1}{4b}+\dfrac{1}{4a}+\dfrac{1}{2a}\ge\dfrac{3}{2c}\end{matrix}\right.\)
\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{b^2c}{a^3\left(b+c\right)}+\dfrac{1}{4c}+\dfrac{3}{4b}\ge\dfrac{3}{2a}\\\dfrac{c^2a}{b^3\left(c+a\right)}+\dfrac{1}{4a}+\dfrac{3}{4c}\ge\dfrac{3}{2b}\\\dfrac{a^2b}{c^3\left(a+b\right)}+\dfrac{1}{4b}+\dfrac{3}{4a}\ge\dfrac{3}{2c}\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow VT+\dfrac{1}{4}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)+\dfrac{3}{4}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\ge\dfrac{3}{2}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\)
\(\Rightarrow VT+\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\ge\dfrac{3}{2}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\)
\(\Rightarrow VT\ge\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{b^2c}{a^3\left(b+c\right)}+\dfrac{c^2a}{b^3\left(c+a\right)}+\dfrac{a^2b}{c^3\left(a+b\right)}\ge\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\) ( đpcm )
\(VT=\dfrac{a}{b\left(b^2+a\right)}+\dfrac{b}{c\left(c^2+b\right)}+\dfrac{c}{a\left(a^2+c\right)}\)
\(VT=\dfrac{a+b^2-b^2}{b\left(b^2+a\right)}+\dfrac{b+c^2-c^2}{c\left(c^2+b\right)}+\dfrac{c+a^2-a^2}{a\left(a^2+c\right)}\)
\(VT=\dfrac{1}{b}-\dfrac{b}{b^2+a}+\dfrac{1}{c}-\dfrac{c}{c^2+b}+\dfrac{1}{a}-\dfrac{a}{a^2+c}\)
\(VT=\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}-\left(\dfrac{b}{b^2+a}+\dfrac{c}{c^2+b}+\dfrac{a}{a^2+c}\right)\)
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy
\(\Rightarrow\dfrac{b}{b^2+a}\le\dfrac{b}{2b\sqrt{a}}=\dfrac{1}{2\sqrt{a}}\)
Thiết lập tương tự và thu lại tao có
\(\Rightarrow VT\ge\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}-\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{\sqrt{a}}+\dfrac{1}{\sqrt{b}}+\dfrac{1}{\sqrt{c}}\right)\)
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy
\(\Rightarrow\sqrt{\dfrac{1}{a}}\le\dfrac{\dfrac{1}{a}+1}{2}\)
Tương tự ta có
\(\sqrt{\dfrac{1}{b}}\le\dfrac{\dfrac{1}{b}+1}{2};\sqrt{\dfrac{1}{c}}\le\dfrac{\dfrac{1}{c}+1}{2}\)
Thu lại ta có
\(\Rightarrow VT\ge\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}-\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}+3}{2}\right)\)
\(\Rightarrow VT\ge\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}-\dfrac{1}{4}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}+3\right)\)
\(\Rightarrow VT\ge\dfrac{3}{4}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)-\dfrac{3}{4}\)
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy dạng phân thức
\(\Rightarrow\dfrac{3}{4}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)-\dfrac{3}{4}\ge\dfrac{3}{4}.\dfrac{9}{a+b+c}-\dfrac{3}{4}=\dfrac{3}{2}\)
\(\Rightarrow VT\ge\dfrac{3}{2}\left(đpcm\right)\)
Dấu " = " xảy ra khi \(a=b=c=1\)