Bài làm:

Ta có: \(S=\frac{a-d}{b+d}+\frac{d-b}{c+b}+\frac{b-c}{a+c}+\frac{c-a}{d+a}\)

\(S=\left(\frac{a-d}{b+d}+1\right)+\left(\frac{d-b}{c+b}+1\right)+\left(\frac{b-c}{a+c}+1\right)+\left(\frac{c-a}{d+a}+1\right)-4\)

\(S=\frac{a+b}{b+d}+\frac{c+d}{c+b}+\frac{a+b}{a+c}+\frac{c+d}{d+a}-4\)

\(S=\left(a+b\right)\left(\frac{1}{b+d}+\frac{1}{a+c}\right)+\left(c+d\right)\left(\frac{1}{c+b}+\frac{1}{d+a}\right)-4\)

\(\ge\left(a+b\right)\frac{\left(1+1\right)^2}{a+b+c+d}+\left(c+d\right)\frac{\left(1+1\right)^2}{a+b+c+d}-4\)

\(=\frac{4\left(a+b\right)}{a+b+c+d}+\frac{4\left(c+d\right)}{a+b+c+d}-4=\frac{4\left(a+b+c+d\right)}{a+b+c+d}-4=4-4=0\)

Dấu "=" xảy ra khi: \(a=b=c=d\)

Vậy \(Min\left(S\right)=0\Leftrightarrow a=b=c=d\)

Học tốt!!!!

Xét riêng lần lượt với các biểu thức   \(R=\frac{a}{b+c+d}+\frac{b}{a+c+d}+\frac{c}{a+b+d}+\frac{d}{a+b+c}\)  và  

\(Q=\frac{b+c+d}{a}+\frac{a+c+d}{b}+\frac{a+b+d}{c}+\frac{a+b+c}{d},\)  ta có:

\(\text{*) }\) Ta biến đổi biểu thức  \(R\)  bằng cách cộng mỗi biểu thức trong nó với  \(1,\)  cùng lúc đó, ta tạo được một nhân tử mới cho  \(R\)  để phục vụ việc chứng minh. Khi đó,  \(R\)  sẽ mang dạng mới sau:

\(R=\left(a+b+c+d\right)\left(\frac{1}{b+c+d}+\frac{1}{a+c+d}+\frac{1}{a+b+d}+\frac{1}{a+b+c}\right)-4\)

nên   \(R=\frac{1}{3}.\left[3\left(a+b+c+d\right)\right]\left(\frac{1}{b+c+d}+\frac{1}{a+c+d}+\frac{1}{a+b+d}+\frac{1}{a+b+c}\right)-4\)

Đặt  \(x=b+c+d;\)  \(y=a+c+d;\)  \(z=a+b+d;\)  và  \(t=a+b+c\)

Không quên đặt điều kiện cho các ẩn số vừa đặt, ta có:

\(\hept{\begin{cases}x,y,z,t>0\\x+y+z+t=3\left(a+b+c+d\right)\end{cases}}\)

Ta biểu diễn lại các biểu thức  \(R\)  theo các biến vừa mới nêu sau đây:

\(R=\frac{1}{3}\left(x+y+z+t\right)\left(\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}+\frac{1}{t}\right)-4\)

Mặt khác,  theo một kết quả quen thuộc được đúc kết từ bất đẳng thức  \(Cauchy-Schwarz\)  ta được:

\(\left(x+y+z+t\right)\left(\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}+\frac{1}{t}\right)\ge16\)

Và bằng phép chứng minh theo bất đẳng thức  \(AM-GM\)  cho  \(4\) số dương, ta dễ dàng đi đến kết luận rằng bất đẳng thức ở trên là một bất đẳng thức luôn đúng với mọi  \(x,y,z,t>0\)  

Khi đó,  \(R\ge\frac{16}{3}-4=\frac{4}{3}\)

\(\text{*) }\)  Tương tự lập luận cho biểu thức  \(Q,\)  ta cũng có đánh giá khá thú vị cho nó, điển hình:

\(Q\ge12\)

Mà  \(S=R+Q\ge\frac{4}{3}+12=5\frac{1}{3}\)

Cuối cùng, với  \(a=b=c=d>0\)  (thỏa mãn điều kiện) thì  \(S=5\frac{1}{3}\)  nên suy ra  \(5\frac{1}{3}\)  là giá trị nhỏ nhất của biểu thức  \(S\)

\(\frac{4}{3}+12=\frac{40}{3}\) chu

cái này mà là của lớp 3 à. Sao khó thế

cái này ít nhất cũng phải lớp 6 lớp 7

Ta có

\(4\left(a+b+c+d\right)^2=\left(\left(a+b\right)+\left(b+c\right)+\left(c+d\right)+\left(d+a\right)\right)^2\)

\(=\left(\frac{\sqrt{a+b}}{\sqrt{b+c+d}}.\sqrt{a+b}.\sqrt{b+c+d}+\frac{\sqrt{b+c}}{\sqrt{c+d+a}}.\sqrt{b+c}.\sqrt{c+d+a}+\frac{\sqrt{c+d}}{\sqrt{d+a+b}}.\sqrt{c+d}.\sqrt{d+a+b}+\frac{\sqrt{d+a}}{\sqrt{a+b+c}}.\sqrt{d+a}.\sqrt{a+b+c}\right)^2\)

\(\le\left(\frac{a+b}{b+c+d}+\frac{b+c}{c+d+a}+\frac{c+d}{d+a+b}+\frac{d+a}{a+b+c}\right)\left(\left(a+b\right)\left(b+c+d\right)+\left(b+c\right)\left(c+d+a\right)+\left(c+d\right)\left(d+a+b\right)+\left(d+a\right)\left(a+b+c\right)\right)\)

\(\Rightarrow VT\ge\frac{4\left(a+b+c+d\right)^2}{\left(\left(a+b\right)\left(b+c+d\right)+\left(b+c\right)\left(c+d+a\right)+\left(c+d\right)\left(d+a+b\right)+\left(d+a\right)\left(a+b+c\right)\right)}\)(1)

Ta chứng minh

\(4\left(a+b+c+d\right)^2\ge\frac{8}{3}\left(\left(a+b\right)\left(b+c+d\right)+\left(b+c\right)\left(c+d+a\right)+\left(c+d\right)\left(d+a+b\right)+\left(d+a\right)\left(a+b+c\right)\right)\left(2\right)\)

\(\Leftrightarrow a^2+b^2+c^2+d^2-2ac-2bd\ge0\)

\(\Leftrightarrow\left(a-c\right)^2+\left(b-d\right)^2\ge0\)(đúng)

Từ (1) và (2) ta

\(\Rightarrow\frac{a+b}{b+c+d}+\frac{b+c}{c+d+a}+\frac{c+d}{d+a+b}+\frac{d+a}{a+b+c}\ge\frac{8}{3}\)

Dấu = xảy ra khi a = b = c = d

dau = xay ra khi a=b=c=d

tách ra rồi cosi sw

Đặt \(b+c+d=x;c+d+a=y;a+b+d=z;a+b+c=t\)

Có \(a=\frac{y+z+t-2x}{3}\)

Tương tự :\(b=\frac{x+z+t-2y}{3}\)

\(c=\frac{x+y+t-2z}{3}\)

\(d=\frac{y+x+z-2t}{3}\)

Đặt \(M=\frac{a}{b+c+d}+\frac{b}{a+c+d}+\frac{c}{a+b+d}+\frac{d}{a+b+c}\)

Thay vào biểu thức ta có :

\(M=\frac{\frac{y+z+t-2x}{3}}{x}+\frac{\frac{x+z+t-2y}{3}}{y}+\frac{\frac{x+y+t-2z}{3}}{z}+\frac{\frac{y+x+z-2t}{3}}{t}\)

\(=\frac{1}{3}\left(\frac{y+z+t-2x}{x}+\frac{x+z+t-2y}{y}+\frac{x+y+t-2z}{z}+\frac{x+z+y-2t}{t}\right)\)

\(=\frac{1}{3}\left[\left(\frac{y}{x}+\frac{x}{y}\right)+\left(\frac{z}{x}+\frac{x}{z}\right)+\left(\frac{t}{x}+\frac{x}{t}\right)+\left(\frac{z}{y}+\frac{y}{z}\right)+\left(\frac{t}{y}+\frac{y}{t}\right)+\left(\frac{t}{z}+\frac{z}{t}\right)-8\right]\)

Sử dụng BĐT Cô-si suy ra \(Min_M=\frac{1}{3}.\left(12-8\right)=\frac{4}{3}\)

Dấu bằng xảy ra khi x = y = z = t hay \(b+c+d=a+b+c=c+d+a=b+d+a\) ( tự giải ra a=b=c=d)

Đặt \(N=\frac{b+c+d}{a}+\frac{c+a+d}{b}+\frac{d+a+b}{c}+\frac{a+b+c}{d}\)

\(=\left(\frac{b}{a}+\frac{a}{b}\right)+\left(\frac{c}{a}+\frac{a}{c}\right)+\left(\frac{d}{a}+\frac{a}{d}\right)+\left(\frac{c}{b}+\frac{b}{c}\right)+\left(\frac{d}{c}+\frac{c}{d}\right)+\left(\frac{b}{d}+\frac{d}{b}\right)\)

Sử dụng Cô-si ra \(N\ge12\)

Dấu bằng xảy ra khi a=b=c=d ( tự giải ).

Do đó \(S=M+N\ge\frac{4}{3}+12=13\frac{1}{3}\)

Dấu bằng xảy ra khi \(a=b=c=d\)

\(\)

Áp dụng bđt cô - si cho 2 số không âm, ta được:

\(S=\text{ Σ}_{a,b,c,d}\left(\frac{a}{b+c+d}+\frac{b+c+d}{9a}\right)+\text{ Σ}_{a,b,c,d}\frac{8}{9}.\frac{b+c+d}{9a}\)

\(\ge8\sqrt[8]{\frac{a}{b+c+d}.\frac{b}{c+d+a}.\frac{c}{a+b+d}.\frac{d}{a+b+c}}\)\(\sqrt{\frac{b+c+d}{9a}.\frac{c+d+a}{9b}.\frac{a+b+d}{9c}.\frac{a+b+c}{9d}}\)

\(+\frac{8}{9}\left(\frac{b}{a}+\frac{c}{a}+\frac{d}{a}+\frac{c}{b}+\frac{d}{b}+\frac{a}{b}+\frac{a}{c}+\frac{b}{c}+\frac{d}{c}+\frac{a}{d}+\frac{b}{d}+\frac{c}{d}\right)\)

\(\ge\frac{8}{3}+\frac{8}{9}.12=\frac{40}{3}\)

Đẳng thức xảy ra khi a = b = c = d

Ta có S + 4 = \(\left(\frac{a}{b+c+d}+1\right)+\left(\frac{b}{c+d+a}+1\right)+\left(\frac{c}{a+b+d}+1\right)+\left(\frac{d}{a+b+c}+1\right)\)

\(=\frac{a+b+c+d}{b+c+d}+\frac{a+b+c+d}{a+c+d}+\frac{a+b+c+d}{a+b+d}+\frac{a+b+c+d}{b+c+d}\)

\(=\left(a+b+c+d\right)\left(\frac{1}{b+c+d}+\frac{1}{a+c+d}+\frac{1}{a+b+d}+\frac{1}{a+b+c}\right)\)

\(=4000.\frac{1}{40}=100\)(a + b + c + d = 4000 ; \(\frac{1}{b+c+d}+\frac{1}{a+c+d}+\frac{1}{a+b+d}+\frac{1}{a+b+c}=\frac{1}{40}\))

=> S = 100 - 4 = 96

Ta có: 

\(S=\frac{a-d}{b+d}+\frac{d-b}{c+b}+\frac{b-c}{a+c}+\frac{c-a}{d+a}\)

\(=\left(\frac{a-d}{b+d}+1\right)+\left(\frac{d-b}{c+b}+1\right)+\left(\frac{b-c}{a+c}+1\right)+\left(\frac{c-a}{d+a}+1\right)-4\)

\(=\frac{a+b}{b+d}+\frac{d+c}{c+b}+\frac{b+a}{a+c}+\frac{c+d}{d+a}-4\)

\(=\left(a+b\right)\left(\frac{1}{b+d}+\frac{1}{a+c}\right)+\left(c+d\right)\left(\frac{1}{c+b}+\frac{1}{d+a}\right)-4\)

\(\ge\frac{4\left(a+b\right)}{a+b+c+d}+\frac{4\left(c+d\right)}{a+b+c+d}-4\) (Cauchy Schwars)

\(=\frac{4\left(a+b+c+d\right)}{a+b+c+d}-4=4-4=0\)

Dấu "=" xảy ra khi: a = b = c = d

Vậy Min(S) = 0 khi a = b = c = d

Đúng như mình dự đoán.