Violympic toán 9

HB

Cho x, y, z là các số thực dương thỏa mãn \(xy+yz+xz=1\) . Chứng minh:

\(\frac{1}{1+x^2}+\frac{1}{1+y^2}+\frac{1}{1+z^2}\ge\frac{2}{3}\left(\frac{x}{\sqrt{1+x^2}}+\frac{y}{\sqrt{1+y^2}}+\frac{z}{\sqrt{1+z^2}}\right)^3\)

AH
28 tháng 5 2019 lúc 0:23

Lời giải:

Ta có:

\(x^2+1=x^2+xy+yz+xz=(x+y)(x+z)\)

Hoàn toàn tương tự:

\(y^2+1=(y+z)(y+x); z^2+1=(z+x)(z+y)\)

Do đó:

\(\text{VT}=\frac{1}{x^2+1}+\frac{1}{y^2+1}+\frac{1}{z^2+1}=\frac{1}{(x+y)(x+z)}+\frac{1}{(y+z)(y+x)}+\frac{1}{(z+x)(z+y)}=\frac{2(x+y+z)}{(x+y)(y+z)(x+z)}(*)\)

----------------------------------------------------

\(\text{VP}=\frac{2}{3}\left(\frac{x}{\sqrt{x^2+1}}+\frac{y}{\sqrt{y^2+1}}+\frac{z}{\sqrt{z^2+1}}\right)^3=\frac{2}{3}\left(\frac{x}{\sqrt{(x+y)(x+z)}}+\frac{y}{\sqrt{(y+x)(y+z)}}+\frac{z}{\sqrt{(z+x)(z+y)}}\right)^3\)

\(=\frac{2}{3}.\frac{(x\sqrt{y+z}+y\sqrt{x+z}+z\sqrt{x+y})^3}{\sqrt{(x+y)(y+z)(x+z)}^3}(1)\)

Áp dụng BĐT Bunhiacopxky:

\((x\sqrt{y+z}+y\sqrt{x+z}+z\sqrt{x+y})^2\leq (x+y+z)(xy+xz+yx+yz+zx+zy)=2(x+y+z)\)

\(\Rightarrow (x\sqrt{y+z}+y\sqrt{x+z}+z\sqrt{x+y})^3\leq \sqrt{2(x+y+z)}^3(2)\)

\((x+y)(y+z)(x+z)=(x+y+z)(xy+yz+xz)-xyz\geq (x+y+z)(xy+yz+xz)-\frac{(x+y+z)(xy+yz+xz)}{9}\) (AM-GM)

\(=\frac{8}{9}(x+y+z)(xy+yz+xz)=\frac{8}{9}(x+y+z)\)

\(\Rightarrow \sqrt{(x+y)(y+z)(x+z)}^3\geq (x+y)(y+z)(x+z)\sqrt{\frac{8}{9}(x+y+z)}(3)\)

Từ \((1);(2);(3)\Rightarrow \text{VP}\leq \frac{2}{3}.\frac{\sqrt{2(x+y+z)}^3}{(x+y)(y+z)(x+z)\sqrt{\frac{8}{9}(x+y+z)}}=\frac{2(x+y+z)}{(x+y)(y+z)(x+z)}(**)\)

Từ \((*); (**)\Rightarrow \text{VT}\geq \text{VP}\). Ta có đpcm.

Dấu "=" xảy ra khi \(x=y=z=\frac{1}{\sqrt{3}}\)

Bình luận (2)
NT
28 tháng 5 2019 lúc 15:00

len mang ma xem giai

Bình luận (0)

Các câu hỏi tương tự
HT
Xem chi tiết
HM
Xem chi tiết
H24
Xem chi tiết
H24
Xem chi tiết
H24
Xem chi tiết
DN
Xem chi tiết
KM
Xem chi tiết
NT
Xem chi tiết
LV
Xem chi tiết