Cho a,b,c > 0 , a + b + c <1.
Chứng minh rằng:
1/(a2 + 2bc ) +1/( b2 +2ab) +
1/(c2 + 2ab ) >= 9
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki dạng phân thức ta có:
\(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\ge\dfrac{9}{a+b+c}=9\)
Dấu = xảy ra khi a=b=c=1/3
Áp dụng hệ quả bất đẳng thức Cô - si , ta có :
\(\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\left(a+b+c\right)\ge9\)
\(\Leftrightarrow\)\(\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\cdot1\ge9\)
\(\Leftrightarrow\)\(\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\ge9\)
Ta có:
\(\left(\dfrac{a-b}{c}+\dfrac{b-c}{a}+\dfrac{c-a}{b}\right)\left(\dfrac{c}{a-b}+\dfrac{a}{b-c}+\dfrac{b}{c-a}\right)\)
\(=\dfrac{c}{a-b}\left(\dfrac{a-b}{c}+\dfrac{b-c}{a}+\dfrac{c-a}{b}\right)+\dfrac{a}{b-c}\left(\dfrac{a-b}{c}+\dfrac{b-c}{a}+\dfrac{c-a}{b}\right)+\dfrac{b}{c-a}\left(\dfrac{a-b}{c}+\dfrac{b-c}{a}+\dfrac{c-a}{b}\right)\)
Xét:
\(\dfrac{c}{a-b}\left(\dfrac{a-b}{c}+\dfrac{b-c}{a}+\dfrac{c-a}{b}\right)\)
\(=1+\dfrac{c}{a-b}\left[\dfrac{b\left(b-c\right)+a\left(c-a\right)}{ab}\right]=1+\dfrac{c}{a-b}\left(\dfrac{b^2-bc+ac-a^2}{ab}\right)\)
\(=1+\dfrac{c}{a-b}\left[\dfrac{\left(b-a\right)\left(b+a\right)-c\left(b-a\right)}{ab}\right]=1+\dfrac{c}{a-b}.\dfrac{\left(b-a\right)\left(a+b-c\right)}{ab}\)
\(=1-\dfrac{c\left(a+b-c\right)}{ab}=1-\dfrac{c.\left(-2c\right)}{ab}=1+\dfrac{2c^2}{ab}\) (do \(a+b+c=0\Rightarrow a+b=-c\))
Tương tự:
\(\dfrac{a}{b-c}\left(\dfrac{a-b}{c}+\dfrac{b-c}{a}+\dfrac{c-a}{b}\right)=1+\dfrac{2a^2}{bc}\)
\(\dfrac{b}{c-a}\left(\dfrac{a-b}{c}+\dfrac{b-c}{a}+\dfrac{c-a}{b}\right)=1+\dfrac{2b^2}{ca}\)
\(\Rightarrow P=3+2\left(\dfrac{a^2}{bc}+\dfrac{b^2}{ca}+\dfrac{c^2}{ab}\right)=3+\dfrac{2\left(a^3+b^3+c^3\right)}{abc}\)
Mặt khác ta có đằng thức quen thuộc:
Khi \(a+b+c=0\) thì \(a^3+b^3+c^3=3abc\)
\(\Rightarrow P=3+\dfrac{2.3abc}{abc}=9\)
Lời giải:
Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz:
\(\text{VT}\geq \frac{(a+b+c)^2}{ab+bc+ac}\)
Ta sẽ cm \(\frac{(a+b+c)^2}{ab+bc+ac}\geq \frac{9}{a+b+c}\Leftrightarrow (a+b+c)^3\geq 9(ab+bc+ac)\)
\(\Leftrightarrow \sqrt{[3+2(ab+bc+ac)]^3}\geq 9(ab+bc+ac)\)
Đặt \(\sqrt{3+2(ab+bc+ac)}=t\) thì dễ thấy $0< t\leq 3$
Khi đó:
\((a+b+c)^3\geq 9(ab+bc+ac)\Leftrightarrow t^3\geq 9.\frac{t^2-3}{2}\)
\(\Leftrightarrow 2t^3-9t^2+27\geq 0\)
$\Leftrightarrow (t-3)^2(2t+3)\geq 0$. Luôn đúng với mọi $t>0$
Vậy ta có đpcm
Dấu "=' xảy ra khi $a=b=c=1$
Áp dụng BĐT Cô -si cho 3 số dương:
\(a+b+c\ge3\sqrt[3]{abc};\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\ge3\sqrt[3]{\frac{1}{abc}}\)
\(\Leftrightarrow\left(a+b+c\right)\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)\ge9\)
\(\Leftrightarrow\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)\ge9\)
\(\frac{\left(a+b\right)^3}{ab+9}+\frac{2}{3}\left(ab+9\right)+12\ge6a+6b\)
\(\Sigma\frac{a^3+b^3}{ab+9}\ge\frac{1}{4}\Sigma\frac{\left(a+b\right)^3}{ab+9}\ge\frac{1}{4}\left(12\left(a+b+c\right)-\frac{2}{3}\left(\frac{\left(a+b+c\right)^2}{3}+27\right)-36\right)=9\)
Đề bài phải cho \(a+b+c\le1\) để xảy ra dấu "=" ở điều phải chứng minh.
Áp dụng bđt \(\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}\ge\frac{9}{x+y+z}\)
với \(x=a^2+2bc,y=b^2+2ac,z=c^2+2ab\) được :
\(\frac{1}{a^2+2bc}+\frac{1}{b^2+2ac}+\frac{1}{c^2+2ab}\ge\frac{9}{a^2+b^2+c^2+2ab+bc+ac}\)
\(\Rightarrow\frac{1}{a^2+2bc}+\frac{1}{b^2+2ac}+\frac{1}{c^2+2ab}\ge\frac{9}{\left(a+b+c\right)^2}\ge9\)(đpcm)
Dễ chứng minh : (a + b + c)(1/a + 1/b + 1/c) >= 9
Áp dụng điều đó :
1/(a^2 + 2bc)+ 1/(b^2 + 2ac) + 1/(c^2 + 2ab) >= 9/(a^2 + b^2 + c^2 + 2ab + 2ac + 2bc) = 9/(a + b + c)^2 >= 9/1^2 = 9 (đpcm)