Chương 4: BẤT ĐẲNG THỨC, BẤT PHƯƠNG TRÌNH - Hỏi đáp

Nhìn người hỏi là biết bài này khó rồi. Không liên quan nhưng anh Thắng đẹp zai làm giúp em bài này :)) https://hoc24.vn/hỏi-đáp/question/592811.html

\(\sqrt[4]{\dfrac{a}{b+c}}+\sqrt[4]{\dfrac{b}{c+a}}+\sqrt[4]{\dfrac{c}{a+b}}\ge\sqrt[4]{16+\dfrac{196abc}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)}}\)

\(\Leftrightarrow\sqrt[4]{\dfrac{a}{b+c}}+\sqrt[4]{\dfrac{b}{c+a}}+\sqrt[4]{\dfrac{c}{a+b}}\ge\sqrt[4]{\dfrac{16\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)+196abc}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)}}\)

\(\Leftrightarrow\left(Σ\sqrt[4]{a\left(a+b\right)\left(a+c\right)}\right)^4\ge16\prod\left(a+b\right)+196\prod a\)

\(VT=Σa\left(a+b\right)\left(a+c\right)+4\left(Σ\sqrt[4]{\left(a\left(a+b\right)\left(a+c\right)\right)^3\left(b\left(b+c\right)\left(a+b\right)\right)}\right)\)

\(+6\left(Σ\sqrt[4]{\left(a\left(a+b\right)\left(a+c\right)\right)^2\left(b\left(b+c\right)\left(a+b\right)\right)^2}\right)\)

\(+4\left(\sqrt[4]{a\left(a+b\right)\left(a+c\right)\left(b\left(b+c\right)\left(a+b\right)\right)^3}\right)\)

\(+12Σ\sqrt[4]{\left(a\left(a+b\right)\left(a+c\right)\right)^2b\left(b+c\right)\left(a+b\right)c\left(c+a\right)\left(b+c\right)}\)

\(=\sum a(a+b)(a+c)+4\sum\sqrt[4]{(a^2(a+b+c)+abc)^3(b^2(a+b+c)+abc)}+\)

\(+4\sum\sqrt[4]{(a^2(a+b+c)+abc)^3(c^2(a+b+c)+abc)}\)

\(+6\sum\sqrt{(a^2(a+b+c)+abc)(b^2(a+b+c)+abc)}\)

\(+12\sum\sqrt[4]{a^2bc(a+b)^3(a+c)^3(b+c)^2}\)

\(\ge\sum(a^3+a^2b+a^2c+abc)+4\sum\left(\left(\sqrt{a^3b}+\sqrt{a^3c}\right)(a+b+c)+2abc\right)\)

\(+6\sum(ab(a+b+c)+abc)+144abc\)

\(\ge\sum\left(a^3+7a^2b+7a^2c+4\sqrt{a^5b}+4\sqrt{a^5c}+8\sqrt{a^3b^3}+77abc\right)\)

\(\ge\sum\left(8a^2b+8a^2c+4\sqrt{a^5b}+4\sqrt{a^5c}+8\sqrt{a^3b^3}+76abc\right)\)

Vi` \(16\prod(a+b)+196abc=\sum(16^2b+16a^2c+76abc)\ge0\)

Ta can chung minh

\(\sum\left(4\sqrt{a^5b}+4\sqrt{a^5c}-8a^2b-8a^2c+8\sqrt{a^3b^3}\right)\ge0\)

\(\Leftrightarrow\sum\sqrt{ab}(a+b)(\sqrt{a}-\sqrt{b})^2\ge0\)

a=0;b=c hoặc a=b=c ( ͡° ͜ʖ ͡°)

Lời giải:

Ta sẽ CM BĐT trung gian sau:

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

\(\Leftrightarrow x^2\left ( \frac{1}{y+z}-\frac{1}{x+y} \right )+y^2\left ( \frac{1}{x+z}-\frac{1}{z+y} \right )+z^2\left ( \frac{1}{x+y}-\frac{1}{z+x} \right )\geq 0\)

\(\Leftrightarrow x^2(x^2-z^2)+y^2(y^2-x^2)+z^2(z^2-y^2)\geq 0\)

\(\Leftrightarrow (x^2-y^2)^2+(y^2-z^2)^2+(z^2-x^2)^2\geq 0\) (luôn đúng)

Giờ ta sẽ tìm min \(\frac{x^2}{x+y}+\frac{y^2}{y+z}+\frac{z^2}{z+x}\)

Hiển nhiên \(\sum \frac{x^2}{x+y}=\sum \frac{y^2}{x+y}\) nên

\(\frac{x^2}{x+y}+\frac{y^2}{y+z}+\frac{z^2}{z+x}=\frac{1}{2}\left(\frac{x^2+y^2}{x+y}+\frac{y^2+z^2}{y+z}+\frac{z^2+x^2}{z+x}\right)=A\)

Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz:

\(A\geq \frac{1}{2}\frac{(\sqrt{x^2+y^2}+\sqrt{y^2+z^2}+\sqrt{z^2+x^2})^2}{2(x+y+z)}=\frac{9}{x+y+z}\)

Áp dụng BĐT Cauchy: \(\sqrt{x^2+y^2}\geq \frac{x+y}{\sqrt{2}}\)

Tương tự với các số còn lại suy ra \(6\geq \sqrt{2}.(x+y+z)\Rightarrow x+y+z\leq 3\sqrt{2}\)

\(\Rightarrow A\geq \frac{3\sqrt{2}}{2}\) kéo theo \(P_{\min}=\frac{3\sqrt{2}}{2}\)

Dấu bằng xảy ra khi \(x=y=z=\sqrt{2}\)

Ta có: \(\left(x+y+z\right)\left(xy+yz+xz\right)\ge9xyz\)

\(VT=\dfrac{x}{1+yz}+\dfrac{y}{1+xz}+\dfrac{z}{1+xy}\)

\(=\dfrac{x^2}{x+xyz}+\dfrac{y^2}{y+xyz}+\dfrac{z^2}{z+xyz}\)

\(\ge\dfrac{\left(x+y+z\right)^2}{x+y+z+3xyz}\ge\dfrac{\left(x+y+z\right)^2}{x+y+z+\dfrac{\left(x+y+z\right)\left(xy+yz+xz\right)}{3}}\)

\(=\dfrac{3\left(x+y+z\right)}{4}\). Cần chứng minh:

\(\dfrac{3\left(x+y+z\right)}{4}\ge\dfrac{3\sqrt{3}}{4}\Leftrightarrow x+y+z\ge\sqrt{3}\)

BĐT cuối đúng vì \(x+y+z\ge\sqrt{3\left(xy+yz+xz\right)}=\sqrt{3}\)

\("="\Leftrightarrow x=y=z=\dfrac{1}{\sqrt{3}}\)

Ps: nospoiler

e

\(BDT\Leftrightarrow\sum\left[\dfrac{\left(a+b\right)^2}{c^2+ab}-2\right]\ge0\)\(\Leftrightarrow\sum\dfrac{a^2+b^2-2c^2}{c^2+ab}\ge0\)(*)

\(\Leftrightarrow\sum\left(\dfrac{a^2-c^2}{c^2+ab}+\dfrac{b^2-c^2}{c^2+ab}\right)\ge0\)

\(\Leftrightarrow\sum\left(c^2-a^2\right)\left(\dfrac{1}{a^2+bc}-\dfrac{1}{c^2+ab}\right)\ge0\)

\(\Leftrightarrow\sum\left(c-a\right)^2.\dfrac{\left(c+a\right)\left(c+a-b\right)}{\left(a^2+bc\right)\left(c^2+ab\right)}\ge0\)

\(\dfrac{\left(a+b\right)^2}{c^2+ab}+\dfrac{\left(b+c\right)^2}{a^2+bc}+\dfrac{\left(c+a\right)^2}{b^2+ca}\ge\dfrac{\left(a+b+b+c+c+a\right)^2}{a^2+b^2+c^2+ab+bc+ca}\)\(=\dfrac{4\left(a+b+c\right)^2}{a^2+b^2+c^2+ab+bc+ca}\) (theo AM-GM với a ; b>0)

\(=\dfrac{4\left(a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ca\right)}{a^2+b^2+c^2+ab+bc+ca}=\dfrac{4.3.\left(a^2+b^2+c^2\right)}{2.\left(a^2+b^2+c^2\right)}\)(do \(a^2+b^2+c^2\ge ab+bc+ca\))

\(=4.1,5\) = 6 ( do a;b;c>0)

TXĐ:D=R

bpt nghiệm đúng với mọi x \(\in\)R

\(\Leftrightarrow-1\le\frac{x^2+5x+a}{2x^2-3x+2}<7\)  với mọi \(x\in R\)

\(\Leftrightarrow\begin{cases}x^2+5x+a<7\left(2x^2-3x+2\right)\\x^2+5x+a\ge-\left(2x^2-3x+2\right)\end{cases}\)  với mọi \(x\in R\)

\(\Leftrightarrow\begin{cases}13x^2-26x+14-a>0\\3x^2+2x+a+2\ge0\end{cases}\)    với mọi \(x\in R\)

\(\Leftrightarrow\begin{cases}\Delta1<0;a1=13>0\\\Delta2\le0;a2=3>0\end{cases}\)

\(\Leftrightarrow\begin{cases}13^2-13\left(14-a\right)<0\\1^2-3\left(a+2\right)\le0\end{cases}\)

\(\Leftrightarrow\begin{cases}a<1\\a\ge\frac{-5}{3}\end{cases}\)

Kết hợp 2 ĐK rồi KL.

bạn có thể mở sgk ra xem bài 3 phần 2

Ta có:

\(\sum\dfrac{a}{b^3+16}=\sum\left(\dfrac{a}{16}-\dfrac{ab^3}{16\left(b^3+16\right)}\right)\ge\dfrac{a+b+c}{16}-\dfrac{ab^2+bc^2+ca^2}{192}\)

\(=\dfrac{3}{16}-\dfrac{ab^2+bc^2+ca^2}{192}\)

Giờ ta cần chứng minh

\(ab^2+bc^2+ca^2\le4\)

Ta có bổ đề:

\(ab^2+bc^2+ca^2+abc\le\dfrac{4\left(a+b+c\right)^3}{27}\)(cái này tự chứng minh nha)

\(\Rightarrow ab^2+bc^2+ca^2\le4-abc\le4\)

Sao chỗ đó e lại nghĩ là a dùng cosi mẫu thế e.

\(\frac{21}{x^2-4x+10}-x^2+4x-6\ge0\Leftrightarrow\frac{21}{x^2-4x+10}-\left(x^2-4x+10\right)+4\ge0\)

Đặt \(t=x^2-4x+10=\left(x-2\right)^2+6\), ta có điều kiện \(t\ge6\), khi đó \(t>0\)

Phương trình ban đầu tương đương : \(\frac{21}{t}-t+4\ge0\Leftrightarrow t^2-4t-21\le0\)

                                                                               \(\Leftrightarrow-3\le t\le7\)

Kết hợp với điều kiện \(t\ge6\), ta được \(6\le t\le7\)

Do đó :

\(\frac{21}{x^2-4x+10}-x^2+4x-6\ge0\Leftrightarrow\begin{cases}\left(x-2\right)^2+6\ge6\\\left(x-2\right)^2+6\le7\end{cases}\)

                                           \(\Leftrightarrow\left|x-2\right|\le1\)

                                          \(\Leftrightarrow1\le x\le3\)

Vậy tập nghiệm của bất phương trình đã cho là \(T=\left[1;3\right]\)

mk tên phạm thảo vân đó

Bài 2: Restore : a;b;c không âm thỏa \(a^2+b^2+c^2=1\)

Tìm Min & Max của \(M=\left(a+b+c\right)^3+a\left(2bc-1\right)+b\left(2ac-1\right)+c\left(2ab-1\right)\)

Bài 4: Tương đương giống hôm nọ thôi : V

Bài 5 : Thiếu ĐK thì vứt luôn : V

Bài 7: Tương đương

( Hoặc có thể AM-GM khử căn , sau đó đổi \(\left(a;b;c\right)\rightarrow\left(\dfrac{x}{y};\dfrac{y}{z};\dfrac{z}{x}\right)\) rồi áp dụng bổ đề vasile)

Bài 8 : Đây là 1 dạng của BĐT hoán vị

Đề tào lao valozi mà để câu hỏi hay motherdelknow

\(P=\sqrt{a^2+\dfrac{1}{a^2}}+\sqrt{b^2+\dfrac{1}{b^2}}+\sqrt{c^2+\dfrac{1}{c^2}}\)

\(\Leftrightarrow\sqrt{\dfrac{97}{4}}P=\sqrt{4+\dfrac{81}{4}}\sqrt{a^2+\dfrac{1}{a^2}}+\sqrt{4+\dfrac{81}{4}}\sqrt{b^2+\dfrac{1}{b^2}}+\sqrt{4+\dfrac{81}{4}}\sqrt{c^2+\dfrac{1}{c^2}}\)

\(\ge\left(2a+\dfrac{9}{2a}\right)+\left(2b+\dfrac{9}{2b}\right)+\left(2c+\dfrac{9}{2c}\right)\)

\(=2\left(a+b+c\right)+\dfrac{9}{2}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\)

\(\ge4+\dfrac{9}{2}.\dfrac{9}{a+b+c}=4+\dfrac{81}{4}=\dfrac{97}{4}\)

\(\Rightarrow P\ge\sqrt{\dfrac{97}{4}}\)

PS: Lần sau chép đề cẩn thận nhé bạn.

Nếu là \(\ge \) thì easy rồi. Áp dụng BĐT Min....

\(VT=\sqrt{a^2+\dfrac{1}{a^2}}+\sqrt{b^2+\dfrac{1}{b^2}}+\sqrt{c^2+\dfrac{1}{c^2}}\)

\(\ge\sqrt{\left(a+b+c\right)^2+\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)^2}\)

\(\ge\sqrt{\left(a+b+c\right)^2+\left(\dfrac{9}{a+b+c}\right)^2}\)

\(\ge\sqrt{2^2+\left(\dfrac{9}{2}\right)^2}=\sqrt{\dfrac{97}{4}}=VP\)

Khi \(a=b=c=\frac{2}{3}\)

Lời giải:

Áp dụng hệ quả của BĐT AM-GM:

\(\text{VT}^2=\left[\frac{1}{a(a+1)}+\frac{1}{b(b+1)}+\frac{1}{c(c+1)}\right]^2\geq 3\left(\frac{1}{ab(a+1)(b+1)}+\frac{1}{bc(b+1)(c+1)}+\frac{1}{ca(a+1)(c+1)}\right)\)

\(\Leftrightarrow \text{VT}^2\geq 3.\frac{a^2+b^2+c^2+a+b+c}{abc(a+1)(b+1)(c+1)}\geq 3.\frac{a+b+c+ab+bc+ac}{abc(a+1)(b+1)(c+1)}\)

\(\Leftrightarrow \text{VT}^2\geq \frac{3}{abc}-\frac{3(abc+1)}{abc(a+1)(b+1)(c+1)}\) \((1)\)

Ta sẽ cm \((a+1)(b+1)(c+1)\geq (1+\sqrt[3]{abc})^3\). Thật vậy:

Áp dụng BĐT AM-GM:

\(\frac{a}{a+1}+\frac{b}{b+1}+\frac{c}{c+1}\geq 3\sqrt[3]{\frac{abc}{(a+1)(b+1)(c+1)}}\)

\(\frac{1}{a+1}+\frac{1}{b+1}+\frac{1}{c+1}\geq 3\sqrt[3]{\frac{1}{(a+1)(b+1)(c+1)}}\)

Cộng theo vế: \(\Rightarrow 3\geq \frac{3(\sqrt[3]{abc}+1)}{\sqrt[3]{(a+1)(b+1)(c+1)}}\)

\(\Rightarrow (a+1)(b+1)(c+1)\geq (\sqrt[3]{abc}+1)^3\) (2)

Từ \((1),(2)\Rightarrow \text{VT}^2\geq \frac{3}{abc}-\frac{3(abc+1)}{abc(1+\sqrt[3]{abc})^3}=\frac{9}{\sqrt[3]{a^2b^2c^2}(1+\sqrt[3]{abc})^2}=\text{VP}^2\)

\(\Leftrightarrow \text{VT}\geq \text{VP}\) (đpcm)

Dấu bằng xảy ra khi \(a=b=c=1\)

ap dung bdt holder

Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz dạng Engel ta có:

\(VT=\dfrac{a}{b+2c+3d}+\dfrac{b}{c+2d+3a}+\dfrac{c}{d+2a+3b}+\dfrac{d}{a+2b+3c}\)

\(=\dfrac{a^2}{ab+2ac+3ad}+\dfrac{b^2}{bc+2bd+3ab}+\dfrac{c^2}{cd+2ac+3bc}+\dfrac{d^2}{ad+2bd+3cd}\)

\(\ge\dfrac{\left(a+b+c+d\right)^2}{4\left(ab+ad+bc+bd+ca+cd\right)}\ge\dfrac{\left(a+b+c+d\right)^2}{\dfrac{3}{2}\left(a+b+c+d\right)^2}=\dfrac{2}{3}\)

*Chứng minh \(4\left(ab+ad+bc+bd+ca+cd\right)\le\dfrac{3}{2}\left(a+b+c+d\right)^2\)

\(\Leftrightarrow\left(a-b\right)^2+\left(a-d\right)^2+\left(b-c\right)^2+\left(b-d\right)^2+\left(a-c\right)^2+\left(c-d\right)^2\ge0\)