Violympic toán 9

Mai Tiến Đỗ

Bài 1: Cho các số thực dương a,b,c thỏa mãn các điều kiện \(\left(a+c\right)\left(b+c\right)=4c^2\). Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của biểu thức

\(P=\frac{a}{b+3c}+\frac{b}{a+3c}+\frac{ab}{bc+ca}\)

Bài 2: Cho x,y,z thỏa mãn x+y+z=0 và \(x^2+y^2+z^2=1\). Tìm GTLN của biểu thức \(P=x^5+y^5+z^5\)

Bài 3: Cho a,b,c dương thỏa mãn \(a+b+c=1.\)Tìm Min

\(P=2020\left(\frac{a^2}{b}+\frac{b^2}{c}+\frac{c^2}{a}\right)+\frac{1}{3\left(a^2+b^2+c^2\right)}\)

Bài 4: Cho a,b,c là các số thực không âm thỏa mãn điều kiện a+b+c=3. Tìm GTLN của biểu thức \(P=a\sqrt{b^3+1}+b\sqrt{c^3+1}+c\sqrt{a^3+1}\)

Nguyễn Việt Lâm
25 tháng 10 2020 lúc 14:18

1.

\(\left(a+c\right)\left(b+c\right)=4c^2\Leftrightarrow\left(\frac{a}{c}+1\right)\left(\frac{b}{c}+1\right)=4\)

Đặt \(\left(\frac{a}{c};\frac{b}{c}\right)=\left(x;y\right)\Rightarrow\left(x+1\right)\left(y+1\right)=4\)

\(\Leftrightarrow xy+x+y=3\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}xy=3-\left(x+y\right)\\4\le\frac{1}{4}\left(x+y+2\right)^2\Rightarrow x+y\ge2\end{matrix}\right.\)

Ta có:

\(P=\frac{\frac{a}{c}}{\frac{b}{c}+3}+\frac{\frac{b}{c}}{\frac{a}{c}+3}+\frac{1}{\frac{c}{a}+\frac{c}{b}}=\frac{x}{y+3}+\frac{y}{x+3}+\frac{1}{\frac{1}{x}+\frac{1}{y}}=\frac{x}{y+3}+\frac{y}{x+3}+\frac{xy}{x+y}\)

\(P=\frac{x^2+y^2+3\left(x+y\right)}{\left(x+1\right)\left(y+1\right)+2\left(x+y\right)+8}+\frac{xy}{x+y}=\frac{\left(x+y\right)^2-2xy+3\left(x+y\right)}{2\left(x+y\right)+12}+\frac{xy}{x+y}\)

Đặt \(x+y=t\Rightarrow2\le t< 3\Rightarrow P=\frac{t^2-2\left(3-t\right)+3t}{2t+12}+\frac{3-t}{t}=\frac{t^2+5t-6}{2\left(t+6\right)}+\frac{3}{t}-1\)

\(P=\frac{\left(t-1\right)\left(t+6\right)}{2\left(t+6\right)}+\frac{3}{t}-1=\frac{t}{2}+\frac{3}{t}-\frac{1}{2}\)

\(P\ge2\sqrt{\frac{3t}{2t}}-\frac{1}{2}=\sqrt{6}-\frac{1}{2}\)

\(P_{min}=\sqrt{6}-\frac{1}{2}\) khi \(t=\sqrt{6}\)

\(P=\frac{t}{2}+\frac{3}{t}-\frac{1}{2}=\frac{t^2-5t+6}{2t}+2=\frac{\left(t-2\right)\left(t-3\right)}{2t}+2\le2\)

\(P_{max}=2\) khi \(t=2\)

Bình luận (0)
Nguyễn Việt Lâm
25 tháng 10 2020 lúc 14:18

2.

\(xy+yz+zx=\frac{\left(x+y+z\right)^2-\left(x^2+y^2+z^2\right)}{2}=-\frac{1}{2}\)

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

Ta có:

\(x+y=-z\Leftrightarrow\left(x+y\right)^5=-z^5\)

\(\Leftrightarrow x^5+y^5+z^5=-5x^4y-10x^3y^2-10x^2y^3-5xy^4\)

\(\Leftrightarrow x^5+y^5+z^5=-5xy\left(x^3+2x^2y+2xy^2+y^3\right)\)

\(\Leftrightarrow P=-5xy\left[\left(x+y\right)^3-xy\left(x+y\right)\right]\)

\(\Leftrightarrow P=-5xy\left[-z^3+xyz\right]=5xyz\left(z^2-xy\right)\)

\(\Leftrightarrow P=\frac{5}{2}xyz\left(z^2+\left(x+y\right)^2-2xy\right)=\frac{5}{2}xyz\left(x^2+y^2+z^2\right)\)

\(\Leftrightarrow P=\frac{5}{2}xyz=\frac{5}{2}x\left(x^2-\frac{1}{2}\right)\)

\(\Rightarrow P^2=\frac{25}{4}x^2\left(\frac{1}{2}-x^2\right)^2=\frac{25}{8}.2x^2\left(\frac{1}{2}-x^2\right)\left(\frac{1}{2}-x^2\right)\)

\(\Rightarrow P^2\le\frac{25}{8}\left(\frac{2x^2+\frac{1}{2}-x^2+\frac{1}{2}-x^2}{3}\right)^3=\frac{25}{216}\)

\(\Rightarrow P\le\frac{5\sqrt{6}}{36}\)

\(P_{max}=\frac{5\sqrt{6}}{36}\) khi \(x=-\frac{1}{\sqrt{6}}\)

Bình luận (0)
 Khách vãng lai đã xóa
Nguyễn Việt Lâm
25 tháng 10 2020 lúc 14:21

3.

Xét \(Q=\frac{a^2}{b}+\frac{b^2}{c}+\frac{c^2}{a}\)

\(Q^2=\frac{a^4}{b^2}+\frac{2a^2b}{c}+c^2+\frac{b^4}{c^2}+\frac{2b^2c}{a}+a^2+\frac{c^4}{a^2}+\frac{2c^2a}{b}+b^2-\left(a^2+b^2+c^2\right)\)

\(\Rightarrow Q^2\ge4\sqrt[4]{\frac{a^4.a^2b.a^2b.c^2}{b^2c^2}}+4\sqrt[4]{\frac{b^4.b^2c.c^2c.a^2}{c^2a^2}}+4\sqrt[4]{\frac{c^4.c^2a.c^2a.b^2}{a^2b^2}}-\left(a^2+b^2+c^2\right)\)

\(\Rightarrow Q^2\ge3\left(a^2+b^2+c^2\right)\Rightarrow Q\ge\sqrt{3\left(a^2+b^2+c^2\right)}\)

Đặt \(x=a^2+b^2+c^2\ge\frac{1}{3}\)

\(\Rightarrow P\ge2020\sqrt{3x}+\frac{1}{3x}=\sqrt{3x}+\sqrt{3x}+\frac{1}{3x}+2018\sqrt{3x}\)

\(\Rightarrow P\ge3\sqrt[3]{\frac{3x}{3x}}+2018.\sqrt{3.\frac{1}{3}}=2021\)

\(P_{min}=2021\) khi \(a=b=c=\frac{1}{3}\)

Bình luận (0)
 Khách vãng lai đã xóa
Nguyễn Việt Lâm
25 tháng 10 2020 lúc 14:23

4.

\(a\sqrt{b^3+1}=a\sqrt{\left(b+1\right)\left(b^2-b+1\right)}\le\frac{1}{2}a\left(b+1+b^2-b+1\right)=a+\frac{ab^2}{2}\)

Tương tự: \(b\sqrt{c^3+1}\le b+\frac{bc^2}{2}\) ; \(c\sqrt{a^3+1}\le c+\frac{ca^2}{2}\)

\(\Rightarrow P\le a+b+c+\frac{1}{2}\left(a^2c+b^2a+c^2b\right)=3+\frac{1}{2}\left(a^2c+b^2a+c^2b\right)\)

Xét \(Q=a^2c+b^2a+c^2b\le a^2c+b^2a+c^2b+abc\)

Không mất tính tổng quát, giả sử \(a=mid\left\{a;b;c\right\}\)

\(\Rightarrow\left(a-b\right)\left(a-c\right)\le0\)

\(\Leftrightarrow a^2+bc\le ab+ac\)

\(\Leftrightarrow a^2c+c^2b\le abc+ac^2\)

\(\Rightarrow Q\le b^2a+abc+abc+ac^2=a\left(b+c\right)^2\)

\(\Rightarrow Q\le\frac{1}{2}.2a\left(b+c\right)\left(b+c\right)\le\frac{1}{2}\left(\frac{2a+b+c+b+c}{3}\right)^3=4\)

\(Q_{max}=4\) khi \(\left(a;b;c\right)=\left(1;2;0\right)\) và 1 số hoán vị

Bình luận (0)
 Khách vãng lai đã xóa
Mai Tiến Đỗ
25 tháng 10 2020 lúc 14:47

Nguyễn Việt Lâm cảm ơn anh nha

Anh có thể giúp em mấy bài nữa ko anh vào câu hỏi của em í ạ

Bình luận (0)
 Khách vãng lai đã xóa

Các câu hỏi tương tự
Nguyễn Thị Hằng
Xem chi tiết
Mai Tiến Đỗ
Xem chi tiết
le duc minh vuong
Xem chi tiết
bach nhac lam
Xem chi tiết
Nguyễn Minh Nguyệt
Xem chi tiết
Lâm ngọc mai
Xem chi tiết
Văn Thắng Hồ
Xem chi tiết
Trần Thị Hảo
Xem chi tiết
Thanh Thảoo
Xem chi tiết