Question

Cho a, b là các số dương thỏa mãn a + b + 2ab = 12. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức\(A=\frac{a^2+ab}{a+2b}+\frac{b^2+ab}{2a+b}\)

Answer 1

Lời giải:

$A=\frac{a(a+2b)-ab}{a+2b}+\frac{b(2a+b)-ab}{2a+b}$

$=a+b-\left(\frac{ab}{a+2b}+\frac{ab}{2a+b}\right)$

Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz:

$\frac{ab}{a+2b}+\frac{ab}{2a+b}\leq \frac{ab}{9}\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{b}\right)+\frac{ab}{9}\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{a}+\frac{1}{b}\right)=\frac{a+b}{3}$

$\Rightarrow A\geq \frac{2}{3}(a+b)$

Mà:

$12=a+b+2ab\leq a+b+\frac{(a+b)^2}{2}$ (theo BĐT AM-GM)
$\Leftrightarrow (a+b)^2+2(a+b)-24\geq 0$

$\Leftrightarrow (a+b+6)(a+b-4)\geq 0$

$\Rightarrow a+b\geq 4$

Do đó: $A\geq \frac{2}{3}(a+b)\geq \frac{8}{3}$

Vậy $A_{\min}=\frac{8}{3}$

Dấu "=" xảy ra khi $a=b=2$