Ôn tập toán 8

NT

Cho a, b, c > 0 thỏa mãn a + b +c =3

Chứng minh : \(\dfrac{a}{b^2+1}\)+\(\dfrac{b}{c^2+1}\)+\(\dfrac{c}{a^2+1}\) \(\ge\) \(\dfrac{3}{2}\)

LF
20 tháng 3 2017 lúc 21:40

Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz ta có:

\(\left(1^2+1^2+1^2\right)\left(a^2+b^2+c^2\right)\ge\left(a+b+c\right)^2=9^2\)

\(\Rightarrow3\left(a^2+b^2+c^2\right)\ge9\Rightarrow a^2+b^2+c^2\ge3\)

Lại có: \(a^2+b^2+c^2\ge ab+bc+ac\forall a,b,c\)

\(\Rightarrow3\ge ab+bc+ac\Rightarrow ab+bc+ac\le3\)

Bất đẳng thức ban đầu tương đương với:

\(\dfrac{a^2}{a\left(b^2+1\right)}+\dfrac{b^2}{b\left(c^2+1\right)}+\dfrac{c^2}{c\left(a^2+1\right)}\ge\dfrac{3}{2}\)

Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz dạng Engel ta có:

\(\dfrac{a^2}{a\left(b^2+1\right)}+\dfrac{b^2}{b\left(c^2+1\right)}+\dfrac{c^2}{c\left(a^2+1\right)}\ge\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{a\left(b^2+1\right)+b\left(c^2+1\right)+c\left(a^2+1\right)}\)

Áp dụng BĐT AM-GM ta có:

\(\left\{{}\begin{matrix}a\left(b^2+1\right)\ge a\cdot2\sqrt{b^2}=2ba\\b\left(c^2+1\right)\ge b\cdot2\sqrt{c^2}=2cb\\c\left(a^2+1\right)\ge c\cdot2\sqrt{a^2}=2ac\end{matrix}\right.\)

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

\(ab+bc+ca\le3\)\(\Rightarrow\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{2\left(ab+bc+ca\right)}\ge\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{2\cdot3}=\dfrac{9}{6}=\dfrac{3}{2}\)

Đẳng thức xảy ra khi \(a=b=c=1\)

Bình luận (0)
KK
21 tháng 3 2017 lúc 12:44

\(VT=\dfrac{a}{b^2+1}+\dfrac{b}{c^2+1}+\dfrac{c}{a^2+1}\)

\(VT=a-\dfrac{ab^2}{b^2+1}+b-\dfrac{bc^2}{c^2+1}+c-\dfrac{ca^2}{a^2+1}\)

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

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy - Schwarz

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}b^2+1\ge2\sqrt{b^2}=2b\\c^2+1\ge2\sqrt{c^2}=2c\\a^2+1\ge2\sqrt{a^2}=2a\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{ab^2}{b^2+1}\le\dfrac{ab^2}{2b}=\dfrac{ab}{2}\\\dfrac{bc^2}{c^2+1}\le\dfrac{bc^2}{2c}=\dfrac{bc}{2}\\\dfrac{ca^2}{a^2+1}\le\dfrac{ca^2}{2a}=\dfrac{ca}{2}\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\dfrac{ab^2}{b^2+1}+\dfrac{bc^2}{c^2+1}+\dfrac{ca^2}{a^2+1}\le\dfrac{ab+bc+ca}{2}\)

\(\Rightarrow3-\left(\dfrac{ab^2}{b^2+1}+\dfrac{bc^2}{c^2+1}+\dfrac{ca^2}{a^2+1}\right)\ge3-\dfrac{ab+bc+ca}{2}\) (1)

Theo hệ quả của bất đẳng thức Cauchy

\(\Rightarrow\left(a+b+c\right)^2\ge3\left(ab+bc+ca\right)\)

\(\Rightarrow3\ge ab+bc+ca\)

\(\Rightarrow\dfrac{3}{2}\ge\dfrac{ab+bc+ca}{2}\)

\(\Rightarrow\dfrac{3}{2}\le3-\dfrac{ab+bc+ca}{2}\)(2)

Từ (1) và (2)

\(\Rightarrow3-\left(\dfrac{ab^2}{b^2+1}+\dfrac{bc^2}{c^2+1}+\dfrac{ca^2}{a^2+1}\right)\ge\dfrac{3}{2}\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{a}{b^2+1}+\dfrac{b}{c^2+1}+\dfrac{c}{a^2+1}\ge\dfrac{3}{2}\) ( đpcm )

Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=1\)

Bình luận (0)

Các câu hỏi tương tự
TV
Xem chi tiết
HN
Xem chi tiết
DN
Xem chi tiết
MS
Xem chi tiết
ML
Xem chi tiết
TN
Xem chi tiết
DN
Xem chi tiết
NP
Xem chi tiết
DN
Xem chi tiết