Với mọi số thực dương x , ta có
\(\sqrt{x^3+1}=\sqrt{\left(x+1\right)\left(x^2-x+1\right)}\le\left(\dfrac{\left(x+1\right)+\left(x^2-x+1\right)}{2}\right)=\dfrac{x^2+2}{2}\)Từ đó , kết hợp với bất đẳng thức Bunhiacopxki cho hai bộ số \(\left(\dfrac{a}{\sqrt{a\left(b^2+2\right)}};\dfrac{b}{\sqrt{b\left(a^2+2\right)}}\right)\)và \(\left(\sqrt{a\left(b^2+2\right)}\right);\sqrt{b\left(a^2+2\right)}\)với a + b = 4 , ta có
P = \(\dfrac{a}{\sqrt{b^3+1}}+\dfrac{b}{\sqrt{a^3+1}}\ge2\left(\dfrac{a}{b^2+2}+\dfrac{b}{a^2+2}\right)\)
\(=2\left(\dfrac{a^2}{a\left(b^2+2\right)}+\dfrac{b^2}{b\left(a^2+2\right)}\right)\ge2\left(\dfrac{\left(a+b\right)^2}{a\left(b^2+2\right)+b\left(a^2+2\right)}\right)\)
\(=\dfrac{32}{ab\left(a+b\right)+2\left(a+b\right)}=\dfrac{8}{ab+2}\ge\dfrac{8}{\left(\dfrac{a+b}{2}\right)^2+2}=\dfrac{4}{3}\)
( do áp dụng bất đẳng thức Côsi cho hai số dương ) .
Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi a = b = 2
Vậy giá trị nhỏ nhất của P = \(\dfrac{4}{3}\).