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

Áp dụng BĐT AM-GM:

\(\sum\dfrac{x^2+a}{yz+b}\ge\sum\dfrac{2\left(x^2+a\right)}{y^2+z^2+2b}\)

Đặt \(x^2+y^2+y^2+a+b+c=m\)(m>0)

Áp dụng BĐT chebyshev:

\(\left[\dfrac{2\left(x^2+a\right)}{y^2+z^2+2b}+\dfrac{2\left(y^2+b\right)}{x^2+z^2+2c}+\dfrac{2\left(z^2+c\right)}{x^2+y^2+2a}\right]\left[\left(y^2+z^2+2b\right)+\left(x^2+z^2+2c\right)+\left(x^2+y^2+2a\right)\right]\ge6\left(x^2+y^2+z^2+a+b+c\right)\)

hay \(VT.2m\ge6m\Leftrightarrow VT\ge3\)

Điều này đúng khi ta có thứ tự sắp biến sau:

\(\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{x^2+a}{y^2+z^2+2b}\ge\dfrac{y^2+b}{x^2+z^2+2c}\ge\dfrac{z^2+c}{x^2+y^2+2a}\\y^2+z^2+2b\le x^2+z^2+2c\le x^2+y^2+2a\end{matrix}\right.\)

Thật vậy, giả sử \(x\ge y\ge z\) và \(a=max\left\{a,b,c\right\}\) thì điều trên đúng

P/s : dòng cuối em chém đó, sir giải quyết nốt đi,mắc khúc cuối :v

Đặt \(D=\dfrac{\text{x}^2+a}{xy+a}\)

\(E=\dfrac{y^2+b}{yz+b}\)

\(F=\dfrac{z^2+c}{xz+c}\)

Dự đoán: Đẳng thức xảy ra khi: D=E=F=1

Áp dụng bđt AM_GM :

||bđt có được dùng ngược lại giống như đl Ta-let/ Py-ta-go ko??||

\(\dfrac{x^2+a}{yz+b}\cdot\dfrac{y^2+b}{xz+c}\cdot\dfrac{z^2+c}{xy+a}\ge1\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{\text{x}^2+a}{xy+a}\cdot\dfrac{y^2+b}{yz+b}\cdot\dfrac{z^2+c}{xz+c}\ge1\) (*)

*Nhận xét: Giá trị của VT phụ thuộc vào x,y,z .

Trong 3 số x,y,z có ít nhất 1 số >/ các số còn lại => trong 3 đa thức D, E, F có ít nhất 1 đa thức >/ 1 với mọi x,y,z,a,b,c dương

\(\Rightarrow\) (*) đúng

Hay \(\dfrac{x^2+a}{yz+b}+\dfrac{y^2+b}{xz+c}+\dfrac{z^2+c}{xy+a}\ge3\) \(\forall x,y,z,a,b,c>0\)

Dấu "=" xảy ra khi D=E=F=1 , hay x=y=z

|| kết luận viết như nào đây........||

----------------------

Không biết có đúng không nữa, sai sót gì sư phụ góp ý cho con nhá..... nhớ góp ý nhẹ nhẹ thôi không là broken heart T_T!! Cảm ơn ạ

Áp dụng BĐT cauchy:

\(\dfrac{1}{xy}+\dfrac{1}{yz}+\dfrac{1}{zx}\ge\dfrac{9}{xy+yz+zx}\)

\(M\ge\dfrac{1}{x^2+y^2+z^2}+\dfrac{9}{xy+yz+xz}=\dfrac{1}{x^2+y^2+z^2}+\dfrac{4}{2\left(xy+yz+xz\right)}+\dfrac{7}{xy+yz+zx}\)Áp dụng BĐT cauchy-schwarz:

\(\dfrac{1}{x^2+y^2+z^2}+\dfrac{4}{2\left(xy+yz+zx\right)}\ge\dfrac{\left(1+2\right)^2}{\left(x+y+z\right)^2}=9\)

và \(\dfrac{7}{xy+yz+xz}\ge\dfrac{7}{\dfrac{1}{3}\left(x+y+z\right)^2}=21\)

\(\Rightarrow M\ge9+21=30\)

dấu = xảy ra khi \(x=y=z=\dfrac{1}{3}\)

a + 5 = 7^c => 5 = 7^c - a

Thay vào a³ + 5a² + 21 = 7^b ta được:

a³ + (7^c - a).a² + 21 = 7^b

=> a³ + 7^c.a² - a³ + 21 = 7^b

=> 7^c.a² + 21 = 7^b

=> 7^b - 7^c.a² = 21 (1)

=> 7^c.(7^b-c - a²) = 21 (*)

Từ (1) => 7^b > 7^c.a² => b > c => 7^b-c nguyên mà a² nguyên nên 7^b-c - a² nguyên

Kết hợp với (*) => 21 chia hết cho 7^c

Mà \(7^c\ge7\) do c nguyên dương nên 7^c = 7 => c = 1

Thay vào a + 5 = 7^c ta được: a + 5 = 7¹ => a = 2

Thay c = 1; a = 2 vào (*) ta được: 7¹.(7^b-1 - 2²) = 21

=> 7^b-1 - 4 = 3

=> 7^b-1 = 7 => b - 1 = 1 => b = 2

Vậy a = b = 2; c = 1

tìm trc khi hỏi Câu hỏi của Kudo Shinichi - Toán lớp 7 | Học trực tuyến

Câu hỏi của Lê Thị Minh Duyên - Toán lớp 7 - Học toán với OnlineMath

Câu hỏi của giang ho dai ca - Toán lớp 7 - Học toán với OnlineMath

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 \(x=y=z=\sqrt{2}\)

Áp dụng liên tiếp AM-GM và Cauchy-Schwarz ta có:

\(\begin{align*} \dfrac{a^2+ab+1}{\sqrt{a^2+3ab+c^2}}&\ge \dfrac{a^2+ab+1}{\sqrt{a^2+ab+c^2+\left (a^2+b^2 \right )}}\\ &=\dfrac{a^2+ab+1}{\sqrt{a^2+ab+1}}\\ &=\sqrt{a^2+ab+1}=\sqrt{a^2+ab+a^2+b^2+c^2}\\ &=\dfrac{1}{\sqrt{5}}\sqrt{\left ( \dfrac{9}{4}+\dfrac{3}{4}+1+1 \right )\left [\left ( a+\dfrac{b}{2} \right )^2+\dfrac{3b^2}{4}+a^2+c^2 \right ]}\\ &\ge \dfrac{1}{\sqrt{5}}\left [ \dfrac{3}{2}\left (a+\dfrac{b}{2} \right )+\dfrac{3}{4}b+a+c \right ]\\ &=\dfrac{1}{\sqrt{5}}\left ( \dfrac{5}{2}a+\dfrac{3}{2}b+c \right ) \end{align*}\)

Chứng minh tương tự, cộng lại ta có đpcm.

Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=\frac{1}{\sqrt{3}}\)

bài này cuốn hút thật, lâu lắm ms thấy . xí bài này nhé nghĩ đã lát quay lại làm

Lời giải:

Ta có:

\(\frac{a}{a+bc}=\frac{a}{a(a+b+c)+bc}=\frac{a}{(a+b)(a+c)}\)

Thực hiện tương tự với các phân thức còn lại thu được:

\(\text{VT}=\frac{a(b+c)+b(a+c)+c(a+b)}{(a+b)(b+c)(c+a)}=\frac{2(ab+bc+ac)}{(a+b)(b+c)(c+a)}\) \((1)\)

Ta để ý bổ đề sau:

\((a+b)(b+c)(c+a)\geq \frac{8}{9}(a+b+c)(ab+bc+ac)\)

Chứng minh:

\(\prod(a+b)=(a+b+c)(ab+bc+ac)-abc\geq (a+b+c)(ab+bc+ac)-\frac{(a+b+c)(ab+bc+ac)}{9}=\text{VP}\)

Áp dụng vào bài toán:

\((a+b)(b+c)(c+a)\geq \frac{8}{9}(ab+bc+ac)\) \((2)\)

Từ \((1),(2)\Rightarrow \text{VT}\leq \frac{9}{4}\) (đpcm)

Dấu bằng xảy ra khi \(a=b=c=\frac{1}{3}\)

Theo hệ quả của bất đẳng thức Cauchy

\(\Rightarrow\left(a+b+c\right)^2\ge3\left(ab+bc+ca\right)\)

\(\Rightarrow3\ge ab+bc+ca\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}3+a^2\ge\left(a+c\right)\left(a+b\right)\\3+b^2\ge\left(a+b\right)\left(b+c\right)\\3+c^2\ge\left(a+c\right)\left(b+c\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{bc}{\sqrt{3+a^2}}\le\dfrac{bc}{\sqrt{\left(a+c\right)\left(a+b\right)}}\\\dfrac{ca}{\sqrt{3+b^2}}\le\dfrac{ca}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}}\\\dfrac{ab}{\sqrt{3+c^2}}\le\dfrac{ab}{\sqrt{\left(a+c\right)\left(b+c\right)}}\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow VT\le\dfrac{bc}{\sqrt{\left(a+c\right)\left(a+b\right)}}+\dfrac{ca}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}}+\dfrac{ab}{\sqrt{\left(a+c\right)\left(b+c\right)}}\)

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

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy - Schwarz

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\sqrt{\dfrac{b^2c^2}{\left(a+c\right)\left(a+b\right)}}\le\dfrac{\dfrac{bc}{a+c}+\dfrac{bc}{a+b}}{2}\\\sqrt{\dfrac{c^2a^2}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}}\le\dfrac{\dfrac{ca}{a+b}+\dfrac{ca}{b+c}}{2}\\\sqrt{\dfrac{a^2b^2}{\left(a+c\right)\left(b+c\right)}}\le\dfrac{\dfrac{ab}{a+c}+\dfrac{ab}{b+c}}{2}\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\sqrt{\dfrac{b^2c^2}{\left(a+c\right)\left(a+b\right)}}+\sqrt{\dfrac{c^2a^2}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}}+\sqrt{\dfrac{a^2b^2}{\left(a+c\right)\left(b+c\right)}}\le\dfrac{\left(\dfrac{bc}{a+c}+\dfrac{ab}{a+c}\right)+\left(\dfrac{bc}{a+b}+\dfrac{ca}{a+b}\right)+\left(\dfrac{ab}{b+c}+\dfrac{ca}{b+c}\right)}{2}\)

\(\Rightarrow\sqrt{\dfrac{b^2c^2}{\left(a+c\right)\left(a+b\right)}}+\sqrt{\dfrac{c^2a^2}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}}+\sqrt{\dfrac{a^2b^2}{\left(a+c\right)\left(b+c\right)}}\le\dfrac{a+b+c}{2}=\dfrac{3}{2}\) (2)

Xét \(\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}+\dfrac{c}{a+b}\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{a^2}{ab+ac}+\dfrac{b^2}{bc+ab}+\dfrac{c^2}{ca+bc}\)

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy - Schwarz dạng phân thức

\(\Rightarrow\dfrac{a^2}{ab+ac}+\dfrac{b^2}{bc+ab}+\dfrac{c^2}{ca+bc}\ge\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{2\left(ab+bc+ca\right)}\)

Theo hệ quả của bất đẳng thức Cauchy

\(\Rightarrow\left(a+b+c\right)^2\ge3\left(ab+bc+ca\right)\)

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

\(\Rightarrow\dfrac{a^2}{ab+ac}+\dfrac{b^2}{bc+ab}+\dfrac{c^2}{ca+bc}\ge\dfrac{3}{2}\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}+\dfrac{c}{a+b}\ge\dfrac{3}{2}\) (3)

Từ (1) , (2) , (3)

\(\Rightarrow VT\le\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}+\dfrac{c}{a+b}\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{bc}{\sqrt{a^2+3}}+\dfrac{ca}{\sqrt{b^2+3}}+\dfrac{ab}{\sqrt{c^2+3}}\le\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}+\dfrac{c}{a+b}\) (đpcm)

Dấu " = " xảy ra khi \(a=b=c=1\)

Lời giải:

Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz ta có:

\(\left [\frac{9}{1-(xy+yz+xz)}+\frac{1}{4xyz}\right]\left [1-(xy+yz+xz)+9xyz\right ]\geq (3+\frac{3}{2})^2=\frac{81}{4}\)

\(\Rightarrow P\geq \frac{81}{4[1-(xy+yz+xz)+9xyz]}\) $(1)$

Áp dụng BĐT Am-Gm: \(xy+yz+xz=(x+y+z)(xy+yz+xz)\geq 9xyz\)

\(\Rightarrow 1-(xy+yz+xz)+9xyz\leq 1\) $(2)$

Từ \((1),(2)\Rightarrow P\geq \frac{81}{4}\)

Vậy \(P_{\min}=\frac{81}{4}\Leftrightarrow (x,y,z)=\left(\frac{1}{3},\frac{1}{3},\frac{1}{3}\right)\)

Lời giải:

Chứng minh \(xy+yz+xz-2xyz\leq \frac{7}{27}\)

Theo BDDT Schur ta có \(xyz\geq (x+y-z)(z+x-y)(y+z-x)=(1-2x)(1-2y)(1-2z)\)

\(\Leftrightarrow 9xyz\geq 4(xy+yz+xz)-1\)

Do đó \(A=xy+yz+xz-xyz\leq xy+yz+xz-\frac{8}{9}(xy+yz+xz)+\frac{2}{9}=\frac{xy+yz+zx}{9}+\frac{2}{9}\)

Theo AM-GM dễ thấy \(1=(xy+yz+xz)^2\geq 3(xy+yz+xz)\Rightarrow xy+yz+xz\leq \frac{1}{3}\)

\(\Rightarrow A\leq \frac{7}{27}\) (đpcm)

Dấu bằng xảy ra khi \(x=y=z=\frac{1}{3}\)

Chứng minh \(xy+yz+xz-2xyz\geq 0\)

Do $x,y,z\geq 0$ nên

\(A=xy(1-z)+yz(1-x)+xz=xy(x+y)+yz(y+z)+xz\geq 0\)

Dấu bẳng xảy ra khi \((x,y,z)=(0,0,1)\) và các hoán vị của nó

Câu 2:

a) Ta có \(\left\{\begin{matrix} (d):y=\frac{x}{2}-2\\ (d'):y=\frac{-3x}{2}+4\end{matrix}\right.\Rightarrow \) phương trình hoành độ giao điểm là:

\(\frac{x}{2}-2=\frac{-3x}{2}+4(1)\Leftrightarrow x=3\Rightarrow y=\frac{-1}{2}\)

Rõ ràng PT $(1)$ có nghiệm nên hai đường thẳng cắt nhau tại \(M(3,\frac{-1}{2})\)

b) Gọi PT đường thẳng cần tìm là $y=ax+b$

Vì đường thẳng đó vuông góc với $(d)$ nên \(\frac{a}{2}=-1\Rightarrow a=-2\)

Do $M$ thuộc đường thẳng đó nên \(-\frac{1}{2}=3(-2)+b\Rightarrow b=\frac{11}{2}\)

\(\Rightarrow \text{PTĐT}:y=-2x+\frac{11}{2}\)

Câu 1)

Gọi PT đường thẳng $MK$ là \((\Delta):y=ax+b\)

Vì \((\Delta)\perp (d)\Rightarrow a(-2)=-1\Rightarrow a=\frac{1}{2}\)

Mặt khác \(M(3,3)\in (\Delta)\Rightarrow 3=\frac{3}{2}+b\Rightarrow b=\frac{3}{2}\Rightarrow (\Delta):y=\frac{x}{2}+\frac{3}{2}\)

Gọi tọa độ của $K=(m,n)$. Vì \(K\in (\Delta),(d)\) nên \(\left\{\begin{matrix} n=\frac{m}{2}+\frac{3}{2}\\ n=-2m+4\end{matrix}\right.\Rightarrow \left\{\begin{matrix} m=1\\ n=2\end{matrix}\right.\Rightarrow K(1,2)\)

Từ đkđb có $K$ là trung điểm của $MP$. Do đó:

\(\left\{\begin{matrix} m=1=\frac{3+x_P}{2}\\ n=2=\frac{3+y_P}{2}\end{matrix}\right.\Rightarrow \left\{\begin{matrix} x_P=-1\\ y_P=1\end{matrix}\right.\Rightarrow P(-1,1)\)

a) x4 + (1 - 2m)x2 + m2 - 1 = 0 (1)

Đặt t=x² ta dc PT: t²+(1-2m)t+m²-1=0(2)

Để PT (1) thì PT(2) vô nghiệm:

Để PT(2) vô nghiệm thì: \(\Delta=\left(1-2m\right)^2-4.\left(m^2-1\right)<0\Leftrightarrow1-4m+4m^2-4m^2+4<0\)

<=>5-4m<0

<=>m>5/4

b)Để PT(1) có 2 nghiệm phân biệt thì PT(2) có duy nhất 1 nghiệm

Để PT(2) có duy nhất 1 nghiệm thì:

\(\Delta=5-4m=0\Leftrightarrow m=\frac{5}{4}\)

c)Để PT(1) có 4 nghiệm phân biệt thì PT(2) có 2 nghiệm phân biệt:

Để PT(2) có 2 nghiệm phân biệt thì:

\(\Delta=5-4m\ge0\Leftrightarrow m\le\frac{5}{4}\)

Mem đây ko rành lắm sai bỏ qua

Khai bút đầu năm :)

Theo hệ thức Herong: \(S_{ABC}=\sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}=\frac{\sqrt{(a+b+c)(a+b-c)(a+c-b)(b+c-a)}}{4}\)

Ta đi tìm \(\triangle ABC\) có diện tích lớn nhất, đồng nghĩa với việc cần tìm max của \(A=(a+b+c)(a+b-c)(a+c-b)(b+c-a)\)

Ta có: \(A=[(a+b+c)(a+b-c)][(c+a-b)(c-a+b)]=[(a+b)^2-c^2][c^2-(a-b)^2]\)

Áp dụng BĐT AM-GM: \(A\leq \left(\frac{(a+b)^2-(a-b)^2}{2}\right)2=(2ab)^2\leq 4^2=16\) (do \(a\leq 1\leq b\leq 2\))

\(\Rightarrow S_{ABC_{\max}}=1\). Dấu bằng xảy ra khi \((a,b,c)=(1,2,\sqrt{5})\)

Vậy tam giác $ABC$ có diện tích lớn nhất là tam giác có độ dài ba cạnh là \(1,2,\sqrt{5}\)

Lời giải

Mấu chốt của bài toán, ta sẽ CM \(r=4R\sin\left(\frac{A}{2}\right)\sin\left(\frac{B}{2}\right)\sin\left(\frac{C}{2}\right)\)

Ta có:

Theo định lý hàm sin: \(\frac{a}{\sin A}=\frac{b}{\sin B}=\frac{c}{\sin C}=2R\Rightarrow BC=2R\sin A\)

\(\Rightarrow 2R\sin A=BC=BN+NC=r\cot\left(\frac{B}{2}\right)+r\cot\left(\frac{C}{2}\right)\)

\(\Leftrightarrow 4R\sin\frac{A}{2}\cos\frac{A}{2}=r\left ( \frac{\cos\frac{B}{2}}{\sin \frac{B}{2}}+\frac{\cos\frac{C}{2}}{\sin \frac{C}{2}} \right )=r\frac{\sin\frac{B+C}{2}}{\sin\frac{B}{2}\sin\frac{C}{2}}\)

\(\Leftrightarrow 4R\sin\frac{A}{2}\cos\frac{A}{2}=r\frac{\sin\frac{180^0-A}{2}}{\sin\frac{B}{2}\sin\frac{C}{2}}=r\frac{\cos \frac{A}{2}}{\sin \frac{B}{2}\sin\frac{C}{2}}\)

\(\Rightarrow r=4R\sin\frac{A}{2}\sin\frac{B}{2}\sin\frac{C}{2}\)

Do đó BĐT chuyển về CM:

\(\sin^3\frac{A}{2}+\sin^3\frac{B}{2}+\sin^3\frac{C}{2}\geq 3\sin\frac{A}{2}\sin\frac{B}{2}\sin\frac{C}{2}\)

Hiển nhiên đúng theo AM-GM

Do đó ta có đpcm

Dấu $=$ xảy ra khi \(\widehat{A}=\widehat{B}=\widehat{C}\Leftrightarrow \triangle ABC\) đều

Lời giải:

Áp dụng bất đẳng thức AM_GM kết hợp với $abc=1$:

\(\frac{a}{b}+\frac{a}{c}+1\geq 3\sqrt[3]{\frac{a^2}{bc}}=3a\). Tương tự với các phân thức khác

\(\Rightarrow \frac{a}{b}+\frac{b}{c}+\frac{c}{a}+2\left(\frac{b}{a}+\frac{c}{b}+\frac{a}{c}\right)\geq \frac{a}{b}+\frac{b}{c}+\frac{c}{a}+\frac{b}{a}+\frac{c}{b}+\frac{a}{c}+3\geq 3(a+b+c)\)

Tiếp tục áp dụng AM_GM:

\(\frac{b}{a}+b^2c^2a+c\geq 3\sqrt[3]{b^3c^3}=3bc......\), công theo vế và rút gọn

\(\Rightarrow \frac{b}{a}+\frac{c}{b}+\frac{a}{c}+a+b+c\geq 2(ab+bc+ac)=2\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)\)

Cộng hai BĐT thu được lại, ta có:

\(\Rightarrow \frac{a}{b}+\frac{b}{c}+\frac{c}{a}+3\left(\frac{b}{a}+\frac{c}{b}+\frac{a}{c}\right)\geq 2\left(a+b+c+\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)\)

Ta có đpcm. Dấu $=$ xảy ra khi $a=b=c=1$

Lời giải:

1. Gọi đường thẳng cần tìm có dạng \((d):y=ax+b\)

Vì \(I(3;1)\in (d)\Rightarrow 1=3a+b\Rightarrow b=1-3a\Rightarrow y=ax+1-3a\)

Xét \((d)\cap Ox\equiv C\Rightarrow \left\{\begin{matrix} y_C=0\\ x_c=\frac{3a-1}{a}\end{matrix}\right.\)

Xét \((d)\cap Oy\equiv D\Rightarrow \left\{\begin{matrix} x_D=0\\ y_D=1-3a\end{matrix}\right.\)

Mặt khác \(CE=DE\Rightarrow \left ( \frac{3a-1}{a}-2 \right )^2+4=4+(1-3a+2)^2\)

\(\Leftrightarrow a\in \left \{ \frac{-1}{3};\frac{1}{3};1 \right \}\) \(\Rightarrow \left[ \begin{array}{ll} y=\frac{x}{3} \\ y=\frac{-x}{3}+2 \\ y=x-2 \end{array} \right.\).

Vì $D\neq E$ nên \(\left[ \begin{array}{ll} y=\frac{-x}{3}+2 \\ y=x-2 \end{array} \right.\). Đây chính là hai phương trình đường thẳng cần tìm.

2) Gọi đường thẳng cần tìm có tên là $(d')$

Vì $(d')$ đối xứng với $(d)$ qua một điểm nên \((d)\parallel (d')\Rightarrow (d'): x-2y+t=0\)

Với $M$ là một điểm trên $(d)$, chọn $M(7;1)$. Khi đó $M'\in (d')$ phải đối xứng với $M$ qua $A$, tức là $A$ là trung điểm của $MM'$

\(\Rightarrow \left\{\begin{matrix} 2=x_A=\frac{x_M+x_{M'}}{2}=\frac{7+x_{M'}}{2}\\ 1=y_A=\frac{y_M+y_{M'}}{2}=\frac{1+y_{M'}}{2}\end{matrix}\right.\Rightarrow \left\{\begin{matrix} x_{M'}=-3\\ y_{M'}=1\end{matrix}\right.\)

Vì $M'\in (d')$ nên \(-3-2+c=0\Rightarrow c=5\Rightarrow (d'):2x-y+5=0\)