§1. Bất đẳng thức

PV

Bài 1:Cho x, y, z >0 thỏa mãn x+y+z=12.Tìm GTLN của biểu thức

\(M=\dfrac{2x+y+z-15}{x}+\dfrac{x+2y+z-15}{y}+\dfrac{x+y+2z-15}{z}\)

Bài 2:Cho a,b,c là số thực dương. Tìm GTNN của biểu thức

\(P=\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{30\left(a^2+b^2+c^2\right)}+\dfrac{a^3+b^3+c^3}{4abc}-\dfrac{131\left(a^2+b^2+c^2\right)}{60\left(ab+bc+ca\right)}\)

KK
13 tháng 4 2017 lúc 13:57

Bài 1

\(M=\dfrac{2x+y+z-15}{x}+\dfrac{x+2y+z-15}{y}+\dfrac{x+y+2z-15}{z}\)

\(M=\dfrac{x+12-15}{x}+\dfrac{y+12-15}{y}+\dfrac{z+12-15}{z}\)

\(M=\dfrac{x-3}{x}+\dfrac{y-3}{y}+\dfrac{z-3}{z}\)

\(M=1-\dfrac{3}{x}+1-\dfrac{3}{y}+1-\dfrac{3}{z}\)

\(M=3-\left(\dfrac{3}{x}+\dfrac{3}{y}+\dfrac{3}{z}\right)\)

\(M=3-3\left(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\right)\)

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy - Schwarz dạng phân thức

\(\Rightarrow\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\ge\dfrac{\left(1+1+1\right)^2}{x+y+z}=\dfrac{9}{x+y+z}=\dfrac{3}{4}\)

\(\Rightarrow3\left(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\right)\ge\dfrac{9}{4}\)

\(\Rightarrow3-3\left(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\right)\le\dfrac{3}{4}\)

\(\Leftrightarrow M\le\dfrac{3}{4}\)

Vậy \(M_{max}=\dfrac{3}{4}\)

Dấu " = " xảy ra khi \(x=y=z=4\)

Bài 2

\(P=\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{30\left(a^2+b^2+c^2\right)}+\dfrac{a^3+b^3+c^3}{4abc}-\dfrac{131\left(a^2+b^2+c^2\right)}{60\left(ab+bc+ca\right)}\)

Xét \(\dfrac{a^3+b^3+c^3}{4abc}\)

\(=\dfrac{\left(a+b+c\right)\left(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca\right)+3abc}{4abc}\)

\(=\dfrac{\left(a+b+c\right)\left(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca\right)}{4abc}+\dfrac{3}{4}\)

\(=\dfrac{1}{4}\left(\dfrac{1}{bc}+\dfrac{1}{ca}+\dfrac{1}{ab}\right)\left(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca\right)+\dfrac{3}{4}\)

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy - Schwarz dạng phân thức

\(\Rightarrow\dfrac{1}{ab}+\dfrac{1}{bc}+\dfrac{1}{ca}\ge\dfrac{\left(1+1+1\right)^2}{ab+bc+ca}=\dfrac{9}{ab+bc+ca}\)

\(\Rightarrow\dfrac{1}{4}\left(\dfrac{1}{bc}+\dfrac{1}{ca}+\dfrac{1}{ab}\right)\left(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca\right)+\dfrac{3}{4}\ge\dfrac{9\left(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca\right)}{4\left(ab+bc+ca\right)}+\dfrac{3}{4}\)

\(\Rightarrow\dfrac{1}{4}\left(\dfrac{1}{bc}+\dfrac{1}{ca}+\dfrac{1}{ab}\right)\left(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca\right)+\dfrac{3}{4}\ge\dfrac{9\left(a^2+b^2+c^2\right)-9\left(ab+bc+ca\right)}{4\left(ab+bc+ca\right)}+\dfrac{3}{4}\)

\(\Rightarrow\dfrac{1}{4}\left(\dfrac{1}{bc}+\dfrac{1}{ca}+\dfrac{1}{ab}\right)\left(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca\right)+\dfrac{3}{4}\ge\dfrac{9\left(a^2+b^2+c^2\right)}{4\left(ab+bc+ca\right)}-\dfrac{9}{4}+\dfrac{3}{4}\)

\(\Rightarrow\dfrac{1}{4}\left(\dfrac{1}{bc}+\dfrac{1}{ca}+\dfrac{1}{ab}\right)\left(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca\right)+\dfrac{3}{4}\ge\dfrac{9\left(a^2+b^2+c^2\right)}{4\left(ab+bc+ca\right)}-\dfrac{3}{2}\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{a^3+b^3+c^3}{4abc}\ge\dfrac{9\left(a^2+b^2+c^2\right)}{4\left(ab+bc+ca\right)}-\dfrac{3}{2}\)

\(\Rightarrow\dfrac{a^3+b^3+c^3}{4abc}-\dfrac{131\left(a^2+b^2+c^2\right)}{60\left(ab+bc+ca\right)}\ge\dfrac{9\left(a^2+b^2+c^2\right)}{4\left(ab+bc+ca\right)}-\dfrac{131\left(a^2+b^2+c^2\right)}{60\left(ab+bc+ca\right)}-\dfrac{3}{2}\)

\(\Rightarrow\dfrac{a^3+b^3+c^3}{4abc}-\dfrac{131\left(a^2+b^2+c^2\right)}{60\left(ab+bc+ca\right)}\ge\dfrac{a^2+b^2+c^2}{15\left(ab+bc+ca\right)}-\dfrac{3}{2}\) (1)

Xét \(\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{30\left(a^2+b^2+c^2\right)}\)

\(=\dfrac{a^2+b^2+c^2+2\left(ab+bc+ca\right)}{30\left(a^2+b^2+c^2\right)}\)

\(=\dfrac{1}{30}+\dfrac{ab+bc+ca}{15\left(a^2+b^2+c^2\right)}\) (2)

Cộng (1) và (2) theo từng vế

\(P\ge\dfrac{a^2+b^2+c^2}{15\left(ab+bc+ca\right)}+\dfrac{ab+bc+ca}{15\left(a^2+b^2+c^2\right)}-\dfrac{22}{15}\)

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy - Schwarz

\(\Rightarrow\dfrac{a^2+b^2+c^2}{15\left(ab+bc+ca\right)}+\dfrac{ab+bc+ca}{15\left(a^2+b^2+c^2\right)}\ge2\sqrt{\dfrac{\left(a^2+b^2+c^2\right)\left(ab+bc+ca\right)}{225\left(ab+bc+ca\right)\left(a^2+b^2+c^2\right)}}\)

\(\Rightarrow\dfrac{a^2+b^2+c^2}{15\left(ab+bc+ca\right)}+\dfrac{ab+bc+ca}{15\left(a^2+b^2+c^2\right)}\ge2\sqrt{\dfrac{1}{225}}\)

\(\Rightarrow\dfrac{a^2+b^2+c^2}{15\left(ab+bc+ca\right)}+\dfrac{ab+bc+ca}{15\left(a^2+b^2+c^2\right)}\ge\dfrac{2}{15}\)

\(P\ge\dfrac{a^2+b^2+c^2}{15\left(ab+bc+ca\right)}+\dfrac{ab+bc+ca}{15\left(a^2+b^2+c^2\right)}-\dfrac{22}{15}\ge\dfrac{2}{15}-\dfrac{22}{15}=-\dfrac{4}{3}\)

\(\Leftrightarrow P\ge-\dfrac{4}{3}\)

Vậy \(P_{min}=\dfrac{-4}{3}\)

Dấu " = " xảy ra khi \(a=b=c=1\)

Bình luận (2)
PV
13 tháng 4 2017 lúc 11:28

Bài 1

\(M=\dfrac{2x+y+z-15}{x}+\dfrac{x+2y+z-15}{y}+\dfrac{x+y+2z-15}{z}\)

Bình luận (0)
PV
13 tháng 4 2017 lúc 11:30

Bài 2:

\(P=\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{30\left(a^2+b^2+c^2\right)}+\dfrac{a^3+b^3+c^3}{4abc}-\dfrac{131\left(a^2+b^2+c^2\right)}{60\left(ab+bc+ca\right)}\)

Bình luận (0)
LF
15 tháng 4 2017 lúc 11:09

cách giải khác cho bài 2 Câu hỏi của Lê Chí Cường - Toán lớp 9 - Học toán với OnlineMath

Bình luận (0)

Các câu hỏi tương tự
SN
Xem chi tiết
NH
Xem chi tiết
H24
Xem chi tiết
PP
Xem chi tiết
NC
Xem chi tiết
LL
Xem chi tiết
KT
Xem chi tiết
H24
Xem chi tiết
DH
Xem chi tiết