Question

\(\dfrac{a+b}{ab+c^2}+\dfrac{b+c}{bc+a^2}+\dfrac{c+a}{ca+b^2}\le\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\)

Chứng minh bất đẳng thức trên

Answer 1

Lời giải:

Điều kiện: $a,b,c>0$

Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz ta có:

\(\frac{a+b}{ab+c^2}=\frac{(a+b)^2}{(ab+c^2)(a+b)}=\frac{(a+b)^2}{a(b^2+c^2)+b(a^2+c^2)}\leq \frac{b^2}{a(b^2+c^2)}+\frac{a^2}{b(a^2+c^2)}\)

\(\frac{b+c}{bc+a^2}=\frac{(b+c)^2}{(b+c)(bc+a^2)}=\frac{(b+c)^2}{c(b^2+a^2)+b(a^2+c^2)}\leq \frac{b^2}{c(a^2+b^2)}+\frac{c^2}{b(a^2+c^2)}\)

\(\frac{c+a}{ca+b^2}=\frac{(c+a)^2}{(c+a)(ac+b^2)}=\frac{(c+a)^2}{c(a^2+b^2)+a(b^2+c^2)}\leq \frac{c^2}{a(b^2+c^2)}+\frac{a^2}{c(a^2+b^2)}\)

Cộng theo vế các BĐT trên:

\(\Rightarrow \text{VT}\leq \frac{b^2+c^2}{a(b^2+c^2)}+\frac{a^2+c^2}{b(a^2+c^2)}+\frac{b^2+a^2}{c(b^2+a^2)}=\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\)

Ta có đpcm

Dấu "=" xảy ra khi $a=b=c$