Violympic toán 9

Hàn Thiên Băng

Cho x, y, z là các số thực dương thỏa mãn \(xy+yz+xz=1\) . Chứng minh:

\(\frac{1}{1+x^2}+\frac{1}{1+y^2}+\frac{1}{1+z^2}\ge\frac{2}{3}\left(\frac{x}{\sqrt{1+x^2}}+\frac{y}{\sqrt{1+y^2}}+\frac{z}{\sqrt{1+z^2}}\right)^3\)

Akai Haruma
28 tháng 5 2019 lúc 0:23

Lời giải:

Ta có:

\(x^2+1=x^2+xy+yz+xz=(x+y)(x+z)\)

Hoàn toàn tương tự:

\(y^2+1=(y+z)(y+x); z^2+1=(z+x)(z+y)\)

Do đó:

\(\text{VT}=\frac{1}{x^2+1}+\frac{1}{y^2+1}+\frac{1}{z^2+1}=\frac{1}{(x+y)(x+z)}+\frac{1}{(y+z)(y+x)}+\frac{1}{(z+x)(z+y)}=\frac{2(x+y+z)}{(x+y)(y+z)(x+z)}(*)\)

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

\(\text{VP}=\frac{2}{3}\left(\frac{x}{\sqrt{x^2+1}}+\frac{y}{\sqrt{y^2+1}}+\frac{z}{\sqrt{z^2+1}}\right)^3=\frac{2}{3}\left(\frac{x}{\sqrt{(x+y)(x+z)}}+\frac{y}{\sqrt{(y+x)(y+z)}}+\frac{z}{\sqrt{(z+x)(z+y)}}\right)^3\)

\(=\frac{2}{3}.\frac{(x\sqrt{y+z}+y\sqrt{x+z}+z\sqrt{x+y})^3}{\sqrt{(x+y)(y+z)(x+z)}^3}(1)\)

Áp dụng BĐT Bunhiacopxky:

\((x\sqrt{y+z}+y\sqrt{x+z}+z\sqrt{x+y})^2\leq (x+y+z)(xy+xz+yx+yz+zx+zy)=2(x+y+z)\)

\(\Rightarrow (x\sqrt{y+z}+y\sqrt{x+z}+z\sqrt{x+y})^3\leq \sqrt{2(x+y+z)}^3(2)\)

\((x+y)(y+z)(x+z)=(x+y+z)(xy+yz+xz)-xyz\geq (x+y+z)(xy+yz+xz)-\frac{(x+y+z)(xy+yz+xz)}{9}\) (AM-GM)

\(=\frac{8}{9}(x+y+z)(xy+yz+xz)=\frac{8}{9}(x+y+z)\)

\(\Rightarrow \sqrt{(x+y)(y+z)(x+z)}^3\geq (x+y)(y+z)(x+z)\sqrt{\frac{8}{9}(x+y+z)}(3)\)

Từ \((1);(2);(3)\Rightarrow \text{VP}\leq \frac{2}{3}.\frac{\sqrt{2(x+y+z)}^3}{(x+y)(y+z)(x+z)\sqrt{\frac{8}{9}(x+y+z)}}=\frac{2(x+y+z)}{(x+y)(y+z)(x+z)}(**)\)

Từ \((*); (**)\Rightarrow \text{VT}\geq \text{VP}\). Ta có đpcm.

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

Bình luận (2)
Nguyễn Huy Thắng
28 tháng 5 2019 lúc 15:00

len mang ma xem giai

Bình luận (0)

Các câu hỏi tương tự
Hoàng Quốc Tuấn
Xem chi tiết
Hoàng Trần Trà My
Xem chi tiết
fghj
Xem chi tiết
Tdq_S.Coups
Xem chi tiết
Tdq_S.Coups
Xem chi tiết
Dương Thanh Ngân
Xem chi tiết
Khởi My
Xem chi tiết
Như Trần
Xem chi tiết
le duc minh vuong
Xem chi tiết