Violympic toán 9

Cố Gắng Hơn Nữa

Các số thực dương x,y,z thỏa mãn điều kiện: x+y+z=1. Tìm giá trị nhỏ nhất của:

\(F=\dfrac{x^4}{\left(x^2+y^2\right)\left(x+y\right)}+\dfrac{y^4}{\left(y^2+z^2\right)\left(y+z\right)}+\dfrac{z^4}{\left(z^2+x^2\right)\left(z+x\right)}\)

Akai Haruma
2 tháng 3 2019 lúc 23:48

Lời giải:
Xét hiệu:

\(\frac{x^4}{(x^2+y^2)(x+y)}+\frac{y^4}{(y^2+z^2)(y+z)}+\frac{z^4}{(z^2+x^2)(z+x)}-\left(\frac{y^4}{(x^2+y^2)(x+y)}+\frac{z^4}{(y^2+z^2)(y+z)}+\frac{x^4}{(z^2+x^2)(z+x)}\right)\)

\(=\frac{x^4-y^4}{(x^2+y^2)(x+y)}+\frac{y^4-z^4}{(y^2+z^2)(y+z)}+\frac{z^4-x^4}{(z^2+x^2)(z+x)}\)

\(=x-y+y-z+z-x=0\)

\(\Rightarrow \frac{x^4}{(x^2+y^2)(x+y)}+\frac{y^4}{(y^2+z^2)(y+z)}+\frac{z^4}{(z^2+x^2)(z+x)}=\frac{y^4}{(x^2+y^2)(x+y)}+\frac{z^4}{(y^2+z^2)(y+z)}+\frac{x^4}{(z^2+x^2)(z+x)}\)

Do đó:
\(2F=\frac{x^4+y^4}{(x^2+y^2)(x+y)}+\frac{y^4+z^4}{(y^2+z^2)(y+z)}+\frac{z^4+x^4}{(z^2+x^2)(z+x)}\)

\(\geq \frac{\frac{(x^2+y^2)^2}{2}}{(x^2+y^2)(x+y)}+\frac{\frac{(y^2+z^2)^2}{2}}{(y^2+z^2)(y+z)}+\frac{\frac{(z^2+x^2)^2}{2}}{(z^2+x^2)(z+x)}\) (áp dụng BĐT Cauchy)

hay \(2F\geq \frac{x^2+y^2}{2(x+y)}+\frac{y^2+z^2}{2(y+z)}+\frac{z^2+x^2}{2(z+x)}\)

Mà cũng theo BĐT Cauchy thì:

\(\frac{x^2+y^2}{2(x+y)}+\frac{y^2+z^2}{2(y+z)}+\frac{z^2+x^2}{2(z+x)}\geq \frac{\frac{(x+y)^2}{2}}{2(x+y)}+\frac{\frac{(y+z)^2}{2}}{2(y+z)}+\frac{\frac{(z+x)^2}{2}}{2(x+z)}=\frac{x+y+z}{2}=\frac{1}{2}\)

\(\Rightarrow 2F\geq \frac{1}{2}\Rightarrow F\geq \frac{1}{4}\)

Vậy \(F_{\min}=\frac{1}{4}\Leftrightarrow x=y=z=\frac{1}{3}\)

Bình luận (0)

Các câu hỏi tương tự
Rosie
Xem chi tiết
ghdoes
Xem chi tiết
tran thi mai anh
Xem chi tiết
dia fic
Xem chi tiết
Mai Tiến Đỗ
Xem chi tiết
Thành
Xem chi tiết
Nguyễn Thu Trà
Xem chi tiết
Mai Huyền My
Xem chi tiết
Anh Pha
Xem chi tiết