Violympic toán 8

LC

Cho x,y > 0. Chứng minh rằng \(\frac{x^2}{y^2}+\frac{y^2}{x^2}+4\geq 3\left(\frac{x}{y}+\frac{y}{x}\right)\)

TD
19 tháng 3 2018 lúc 22:56

Đặt \(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}=a\)\(\Rightarrow\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)^2=a^2\Rightarrow\dfrac{x^2}{y^2}+\dfrac{y^2}{x^2}=a^2-2\)

Ta có \(\dfrac{x^2}{y^2}+\dfrac{y^2}{x^2}+4=a^2-2+4=a^2+2\)

\(3\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)=3a\)

Ta có \(a^2+2-3a=a^2-2.a.\dfrac{3}{2}+\dfrac{9}{4}-\dfrac{1}{4}=\left(a-\dfrac{3}{2}\right)^2-\dfrac{1}{4}\)

lạ có \(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}-2=\dfrac{x^2}{xy}-\dfrac{2xy}{xy}+\dfrac{y^2}{xy}=\dfrac{\left(x-y\right)^2}{xy}\ge0\)

\(\Rightarrow\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\ge2\)\(\Rightarrow a\ge2\Rightarrow a-\dfrac{3}{2}\ge\dfrac{1}{2}\)\(\Rightarrow\left(a-\dfrac{3}{2}\right)^2\ge\dfrac{1}{4}\Rightarrow\left(a-\dfrac{3}{2}\right)^2-\dfrac{1}{4}\ge0\)

\(\Rightarrow a^2+2-3a\ge0\Rightarrow a^2+2\ge3a\Rightarrow\dfrac{x^2}{y^2}+\dfrac{y^2}{x^2}+4\ge3\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)\)

Bình luận (0)
H24
20 tháng 3 2018 lúc 10:03

\(\left\{{}\begin{matrix}x;y>0\\\dfrac{x^2}{y^2}+\dfrac{y^2}{x^2}+4\ge3\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)\end{matrix}\right.\) \(\begin{matrix}\left(1\right)\\\left(2\right)\end{matrix}\)

từ (2) có \(\Leftrightarrow\left(\dfrac{x^2}{y^2}+2.\dfrac{x}{y}.\dfrac{y}{x}+\dfrac{y^2}{x^2}\right)+2-3\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)\ge0\)

\(\Leftrightarrow\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)^2-3\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)+2\ge0\)

\(\Leftrightarrow\left[\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)^2-2\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)\right]-\left[\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)-2\right]\ge0\)

\(\Leftrightarrow\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}-2\right)\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}-1\right)\ge0\) (3)

từ (1) có \(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}=\left(\sqrt{\dfrac{x}{y}}-\sqrt{\dfrac{y}{x}}\right)^2+2\ge2\) (4)

từ (4) ; \(\left\{{}\begin{matrix}\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}-1\right)>0\\\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}-2\ge0\end{matrix}\right.\) (I)

từ (I) => (3) đúng mọi phép biến đổi là <=> đẳng thức khi \(\dfrac{x}{y}=\dfrac{y}{x}\Rightarrow x=y\)=> dpcm

Bình luận (0)
HT
19 tháng 3 2018 lúc 22:25

ta có: \(\dfrac{x^2}{y^2}+\dfrac{y^2}{x^2}+2=\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)^2\)(1)

vì x,y >0

nên \(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}=t,t\ge2\)ta được:

\(\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)^2+2\ge3\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)\)

<=>\(t^2+2\ge3t< =>t^2+2-3t\ge0< =>t^2-t-2t+2\ge0< =>t\left(t-1\right)-2\left(t-1\right)\ge0< =>\left(t-1\right)\left(t-2\right)\ge0\)

(BĐT cuối luôn đúng vì t > hoặc = 0) (2)

từ (1) và (2)=>\(\dfrac{x^2}{y^2}+\dfrac{y^2}{x^2}+4\ge3\left(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\right)\)

Bình luận (2)

Các câu hỏi tương tự
TH
Xem chi tiết
LL
Xem chi tiết
NS
Xem chi tiết
MN
Xem chi tiết
HT
Xem chi tiết
MN
Xem chi tiết
MN
Xem chi tiết
H24
Xem chi tiết
MN
Xem chi tiết