Chương I - Căn bậc hai. Căn bậc ba

Cho a, b, c > 0 thỏa mãn ab + bc + ca = 3. CMR :

\(\frac{1}{a^2+1}+\frac{1}{b^2+1}+\frac{1}{c^2+1}\ge\frac{3}{2}\)

AH
6 tháng 4 2018 lúc 20:18

Lời giải:

Ta sử dụng bổ đề sau:

Bổ đề:Nếu \(a,b>0, ab\geq 1\) thì: \(\frac{1}{a^2+1}+\frac{1}{b^2+1}\geq \frac{2}{ab+1}(*)\)

Chứng minh:

Thực hiện biến đổi tương đương:

\((*)\Leftrightarrow \frac{a^2+b^2+2}{(a^2+1)(b^2+1)}\geq \frac{2}{ab+1}\)

\(\Leftrightarrow (ab+1)(a^2+b^2+2)\geq 2(a^2b^2+a^2+b^2+1)\)

\(\Leftrightarrow ab(a^2+b^2+2)\geq 2a^2b^2+a^2+b^2\)

\(\Leftrightarrow ab(a^2+b^2-2ab)-(a^2+b^2-2ab)\geq 0\)

\(\Leftrightarrow (a-b)^2(ab-1)\geq 0\) (luôn đúng với mọi \(ab\geq 1\) )

Bổ đề đc chứng minh.

Quay trở lại bải toán ban đầu:

Không mất tổng quát giả sử \(c=\min (a,b,c)\)

Khi đó: \(ab=\max (ab,bc,ac)\Rightarrow ab\geq 1\)

Áp dụng bổ đề đã nêu:

\(\text{VT}=\frac{1}{a^2+1}+\frac{1}{b^2+1}+\frac{1}{c^2+1}\geq \frac{2}{ab+1}+\frac{1}{c^2+1}\)

\(\Leftrightarrow \text{VT}\geq \frac{2c^2+ab+3}{abc^2+ab+c^2+1}\)

Ta thấy :

\(\frac{2c^2+ab+3}{abc^2+ab+c^2+1}-\frac{3}{2}=\frac{c^2+3-ab-3abc^2}{2(abc^2+ab+c^2+1)}=\frac{c^2+bc+ac-3abc^2}{2(abc^2+ab+c^2+3)}=\frac{c(a+b+c-3abc)}{2(abc^2+ab+c^2+1)}\)

Áp dụng BĐT AM_GM:

\((a+b+c)(ab+bc+ac)\geq 3\sqrt[3]{abc}.3\sqrt[3]{a^2b^2c^2}=9abc\)

\(\Rightarrow 3(a+b+c)\geq 9abc\Rightarrow a+b+c\geq 3abc\)

\(\Rightarrow \frac{2c^2+ab+3}{abc^2+ab+c^2+1}-\frac{3}{2}=\frac{c(a+b+c-3abc)}{2(abc^2+ab+c^2+1)}\geq 0\)

\(\Rightarrow \text{VT}\geq \frac{2c^2+ab+3}{abc^2+ab+c^2+1}\geq \frac{3}{2}\)

Ta có đpcm. Dấu bằng xảy ra khi \(a=b=c=1\)

Bình luận (0)
DT
6 tháng 4 2018 lúc 21:04

Áp dụng BĐT Swarchz ta có

\(\frac{1}{1+a^2}+\frac{1}{1+b^2}+\frac{1}{1+c^2}\ge\frac{(1+1+1)^2}{1+1+1+ab+bc+ac}=\frac{9}{6} =\frac{3}{2}\)(đpcm)

Bình luận (2)
DT
6 tháng 4 2018 lúc 21:05

Dấu"=" xảy ra <=> a=b=c

Bình luận (0)

Các câu hỏi tương tự
DS
Xem chi tiết
NL
Xem chi tiết
I9
Xem chi tiết
NL
Xem chi tiết
PK
Xem chi tiết
ND
Xem chi tiết
NH
Xem chi tiết
NV
Xem chi tiết
NL
Xem chi tiết