Cho \(\left\{{}\begin{matrix}0\le x,y,z\le3\\x+y+z=6\end{matrix}\right.\)
Tìm Min, Max của:
\(P=x^2+y^2+z^2+xyz\)
#Max: Giả sử z=max{x, y, z} \(\Rightarrow z\ge2\). Ta chứng minh BĐT sau:
\(x^2+y^2+z^2+xyz\le\dfrac{\left(x+y\right)^2}{2}+z^2+\dfrac{\left(x+y\right)^2z}{4}\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{\left(x-y\right)^2}{4}\left(z-2\right)\ge0\) ( đúng ) (*)
Do đó \(VT\le\dfrac{\left(6-z\right)^2}{2}+z^2+\dfrac{z\left(6-z\right)^2}{4}=f\left(z\right)\) với \(z\in\left[2;3\right]\)
\(f'\left(z\right)=\left(6-z\right).\left(-1\right)+2z+\dfrac{1}{4}.\left[\left(6-z\right)^2+z.2\left(z-6\right)\right]\)
\(=\dfrac{3}{4}z^2-3z+3=\dfrac{3}{4}\left(z-2\right)^2\ge0\).Suy ra \(f\left(z\right)\le f\left(3\right)=\dfrac{81}{4}\)
Dấu = đạt được tại \(x=y=\dfrac{3}{2},z=3\) và các hoán vị
#Min: Để ý (*), ta giả sử z=Min{x, y, z} thì \(z\le2\). Do đó ta lại có
\(VT\ge f\left(z\right)\) với \(z\in\left[0;2\right]\). Vì f(z) vẫn đồng biến / R nên min sẽ đạt được tại z=0 và bằng 18
Dấu = đạt được tại x=y=3, z=0 và các hoán vị
