Ôn thi vào 10

VN

Cho ba số thực dương a,b,c thỏa mãn a+b+c ≤ 2 . Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức : P = \(\dfrac{b\left(a^2+1\right)^2}{a^2\left(b^2+1\right)}+\dfrac{c\left(b^2+1\right)^2}{b^2\left(c^2+1\right)}+\dfrac{a\left(c^2+1\right)^2}{c^2\left(a^2+1\right)}\)

Giúp mình với mình 

 

NL
17 tháng 3 2022 lúc 21:48

\(P\ge3\sqrt[3]{\dfrac{abc\left(a^2+1\right)^2\left(b^2+1\right)^2\left(c^2+1\right)^2}{a^2b^2c^2\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(c^2+1\right)}}=3\sqrt[3]{\dfrac{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(c^2+1\right)}{abc}}\)

\(P\ge3\sqrt[3]{\dfrac{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(c^2+1\right)}{\left(\dfrac{a+b+c}{3}\right)^3}}=9\sqrt[3]{\dfrac{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(c^2+1\right)}{\left(a+b+c\right)^3}}\ge9\sqrt[3]{\dfrac{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(c^2+1\right)}{2\left(a+b+c\right)^2}}\)

Theo nguyên lý Dirichlet, trong 3 số \(a^2;b^2;c^2\) luôn có ít nhất 2 số cùng phía so với \(\dfrac{4}{9}\)

Không mất tính tổng quát, giả sử đó là \(a^2;b^2\)

\(\Rightarrow\left(a^2-\dfrac{4}{9}\right)\left(b^2-\dfrac{4}{9}\right)\ge0\)

\(\Leftrightarrow a^2b^2+\dfrac{16}{81}\ge\dfrac{4}{9}a^2+\dfrac{4}{9}b^2\)

\(\Rightarrow a^2b^2+a^2+b^2+1\ge\dfrac{13}{9}a^2+\dfrac{13}{9}b^2+\dfrac{65}{81}\)

\(\Rightarrow\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\ge\dfrac{13}{9}\left(a^2+b^2+\dfrac{5}{9}\right)\)

\(\Rightarrow\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(c^2+1\right)\ge\dfrac{13}{9}\left(a^2+b^2+\dfrac{5}{9}\right)\left(c^2+1\right)\)

\(=\dfrac{13}{9}\left(a^2+b^2+\dfrac{4}{9}+\dfrac{1}{9}\right)\left(\dfrac{4}{9}+\dfrac{4}{9}+c^2+\dfrac{1}{9}\right)\)

\(\ge\dfrac{13}{9}\left(\dfrac{2}{3}a+\dfrac{2}{3}b+\dfrac{2}{3}c+\dfrac{1}{9}\right)^2\)

\(\Rightarrow P\ge9\sqrt[3]{\dfrac{\dfrac{13}{9}\left(\dfrac{2}{3}\left(a+b+c\right)+\dfrac{1}{9}\right)^2}{2\left(a+b+c\right)^2}}=9\sqrt[3]{\dfrac{13}{18}\left(\dfrac{2}{3}+\dfrac{1}{9\left(a+b+c\right)}\right)^2}\)

\(P\ge9\sqrt[3]{\dfrac{13}{18}\left(\dfrac{2}{3}+\dfrac{1}{9.2}\right)^2}=\dfrac{13}{2}\)

\(P_{min}=\dfrac{13}{2}\) khi \(a=b=c=\dfrac{2}{3}\)

Bình luận (3)
NL
19 tháng 3 2022 lúc 15:08

Từ giả thiết \(2\ge a+b+c\ge3\sqrt[3]{abc}\Rightarrow\sqrt[3]{abc}\le\dfrac{2}{3}\)

\(P\ge3\sqrt[3]{\dfrac{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(c^2+1\right)}{abc}}\)

Đặt \(Q=\dfrac{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(c^2+1\right)}{abc}\)

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

\(\ge\dfrac{a^2b^2c^2+3\sqrt[3]{\left(a^2b^2c^2\right)^2}+3\sqrt[3]{a^2b^2c^2}+1}{abc}=\dfrac{\left(\sqrt[3]{a^2b^2c^2}+1\right)^3}{abc}\)

\(=\left(\dfrac{\sqrt[3]{a^2b^2c^2}}{\sqrt[3]{abc}}+\dfrac{1}{\sqrt[3]{abc}}\right)^3=\left(\sqrt[3]{abc}+\dfrac{1}{\sqrt[3]{abc}}\right)^3\)

\(=\left(\sqrt[3]{abc}+\dfrac{4}{9\sqrt[3]{abc}}+\dfrac{5}{9\sqrt[3]{abc}}\right)^3\ge\left(2\sqrt[]{\dfrac{4\sqrt[3]{abc}}{9\sqrt[3]{abc}}}+\dfrac{5}{9.\dfrac{2}{3}}\right)^3=\dfrac{2197}{216}\)

\(\Rightarrow P\ge3\sqrt[3]{\dfrac{2197}{216}}=\dfrac{13}{2}\)

Bình luận (0)

Các câu hỏi tương tự
VN
Xem chi tiết
H24
Xem chi tiết
VN
Xem chi tiết
HC
Xem chi tiết
PO
Xem chi tiết
H24
Xem chi tiết
NV
Xem chi tiết
NM
Xem chi tiết
HC
Xem chi tiết