Question

Cho a,b,c>0 thỏa a+b+c=3

Chứng minh rằng : \(a^3+b^3+c^3+2\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)\ge3\left(ab+bc+ca\right)\)

Answer 1

Lời giải:

Áp dụng BĐT AM-GM:

$a^3+\frac{1}{a}+\frac{1}{a}\geq 3\sqrt{a}$

$b^3+\frac{1}{b}+\frac{1}{b}\geq 3\sqrt{b}$

$c^3+\frac{1}{c}+\frac{1}{c}\geq 3\sqrt{c}$

Cộng theo vế các BĐT trên và thu gọn thì:
$a^3+b^3+c^3+2(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c})\geq 3(\sqrt{a}+\sqrt{b}+\sqrt{c})$

Giờ ta chỉ cần cm: $3(\sqrt{a}+\sqrt{b}+\sqrt{c})\geq 3(ab+bc+ac)$ thì bài toán hoàn thành.

Thật vậy:

Áp dụng BĐT AM-GM:

$\sqrt{a}+\sqrt{a}+a^2\geq 3a$

$\sqrt{b}+\sqrt{b}+b^2\geq 3b$

$\sqrt{c}+\sqrt{c}+c^2\geq 3c$
Cộng 3 BĐT trên lại theo vế và thu gọn:

$a^2+b^2+c^2+2(\sqrt{a}+\sqrt{b}+\sqrt{c})\geq 3(a+b+c)=(a+b+c)^2$

$\Rightarrow 2(\sqrt{a}+\sqrt{b}+\sqrt{c})\geq 2(ab+bc+ac)$
$\Rightarrow \sqrt{a}+\sqrt{b}+\sqrt{c}\geq ab+bc+ac$

$\Rightarrow 3(\sqrt{a}+\sqrt{b}+\sqrt{c})\geq 3(ab+bc+ac)$

(đpcm)

Bài toán hoàn thành.

Dấu "=" xảy ra khi $a=b=c=1$