Ôn tập chương Hình trụ, Hình nón, Hình cầu

Cho tam giác ABC có 2 cạnh là a, b, c có chu vi bằng 2.

CMR : \(\dfrac{52}{27}\le a^2+b^2+c^2+2abc< 2\)

AH
30 tháng 8 2017 lúc 11:27

Lời giải:

Đặt biểu thức là $A$

Vế đầu tiên:

Áp dụng BĐT Schur bậc 3 ta có:

\(abc\geq (a+b-c)(b+c-a)(c+a-b)\)

\(\Leftrightarrow abc\geq (a+b+c-2a)(a+b+c-2b)(a+b+c-2c)\)

\(\Leftrightarrow abc\geq (2-2a)(2-2b)(2-2c)\)

Thực hiên khai triển:

\(abc\geq 8-8(a+b+c)+8(ab+bc+ac)-8abc\)

\(\Leftrightarrow 9abc\geq 8(ab+bc+ac)-8\) \(\Rightarrow 2abc\geq \frac{16}{9}(ab+bc+ac)-\frac{16}{9}\)

Do đó:

\(A=a^2+b^2+c^2+2abc\geq a^2+b^2+c^2+\frac{16}{9}(ab+bc+ac)-\frac{16}{9}\)

\(\Leftrightarrow A\geq (a+b+c)^2-\frac{2}{9}(ab+bc+ac)-\frac{16}{9}\)

\(\Leftrightarrow A\geq 4-\frac{2}{9}(ab+bc+ac)-\frac{16}{9}=\frac{20}{9}-\frac{2}{9}(ab+bc+ac)\)

Mà theo hệ quả của BĐT Am-Gm:

\(ab+bc+ac\leq \frac{(a+b+c)^2}{3}=\frac{4}{3}\)

\(\Rightarrow A\geq \frac{20}{9}-\frac{2}{9}.\frac{4}{3}=\frac{52}{27}\) (đpcm)

Dấu bằng xảy ra khi \(a=b=c=\frac{2}{3}\)

Vế sau:

Ta có: \(A<2\Leftrightarrow 2A<4\)

\(\Leftrightarrow a^2+b^2+c^2+(a+b+c)^2-2(ab+bc+ac)+4abc<4\)

\(\Leftrightarrow a^2+b^2+c^2+4abc< 2(ab+bc+ac)\)

\(\Leftrightarrow (a^2+b^2+c^2)(a+b+c)+8abc<2(ab+bc+ac)(a+b+c)\)

\(\Leftrightarrow a^3+b^3+c^3+2abc< ab(a+b)+bc(b+c)+ac(a+c)\)

\(\Leftrightarrow a(ab+ac-a^2-bc)+b(ab+bc-b^2-ac)+c^2(b+c-a)>0\)

\(\Leftrightarrow a(a-c)(b-a)+b(b-c)(a-b)+c^2(a+b-c)>0\)

\(\Leftrightarrow (a-b)(b-a)(a+b-c)+c^2(a+b-c)>0\)

\(\Leftrightarrow (a+b-c)[(c^2-(a-b)^2]>0\)

BĐT trên luôn đúng do với $a,b,c$ là ba cạnh tam giác thì \(a+b>c\)\(c>|a-b|\)

Do đó ta có đpcm.

Bình luận (1)

Các câu hỏi tương tự
NM
Xem chi tiết
NT
Xem chi tiết
NT
Xem chi tiết
ND
Xem chi tiết
SK
Xem chi tiết
NT
Xem chi tiết
TB
Xem chi tiết
HN
Xem chi tiết
CT
Xem chi tiết