Câu hỏi của Linh Suzu - Toán lớp 7 | Học trực tuyến, nhớ tìm trước khi hỏi, lần sau t ko tìm đâu

Giả sử trong 4 số a;b;c;d không tồn tại 2 số bằng nhau

Không mất tính tổng quát ta giả sử a < b < c < d

=> a² < b² < c² < d² (do a;b;c;d nguyên dương)

=> \(\frac{1}{a^2}>\frac{1}{b^2}>\frac{1}{c^2}>\frac{1}{d^2}\)

\(\Rightarrow\frac{4}{a^2}>\frac{1}{a^2}+\frac{1}{b^2}+\frac{1}{c^2}+\frac{1}{d^2}=1\)

=> a² < 4

=> a < 2 (1)

Lại có: \(\frac{1}{a^2}\)< 1 (theo đê bai)

=> a² > 1

=> a > 1 (do a nguyên dương) (2)

Từ (1) và (2) => 1 < a < 2, mâu thuẫn với đề là a nguyên dương

Như vậy trong 4 số đã cho luôn tồn tại ít nhất 2 số bằng nhau (đpcm)

Ta có :

\(\dfrac{a}{b}< \dfrac{c}{d}\)

\(\Rightarrow\dfrac{a}{b}-\dfrac{c}{d}< 0\)

\(\Rightarrow\dfrac{ad-bc}{bd}< 0\)

Mà \(bd>0\) (do b,d dương)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}ad-bc< 0\\bd>0\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}ad< bc\\bd>0\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\dfrac{bd}{ad}>\dfrac{bd}{bc}\)

\(\Rightarrow\dfrac{b}{a}>\dfrac{d}{c}\)

\(\rightarrowđpcm\)

Đặt \(P=\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+d}+\dfrac{c}{a+d}+\dfrac{d}{a+b}\)

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

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

\(P\ge\dfrac{4ac+4bd+2ab+2bc+2cd+2ad}{2ac+2bd+ab+bc+cd+ad}=2\) (đpcm)

Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=d\)

Đặt vế trái là P

\(P=\dfrac{1.c+ab}{a+b}+\dfrac{1.a+bc}{b+c}+\dfrac{1.b+ac}{a+c}=\dfrac{c\left(a+b+c\right)+ab}{a+b}+\dfrac{a\left(a+b+c\right)+bc}{b+c}+\dfrac{b\left(a+b+c\right)+ac}{a+c}\)

\(P=\dfrac{ac+c^2+bc+ab}{a+b}+\dfrac{a^2+ac+ab+bc}{b+c}+\dfrac{ab+ac+b^2+bc}{a+c}\)

\(P=\dfrac{c\left(a+c\right)+b\left(a+c\right)}{a+b}+\dfrac{a\left(a+c\right)+b\left(a+c\right)}{b+c}+\dfrac{a\left(b+c\right)+b\left(b+c\right)}{a+c}\)

\(P=\dfrac{\left(a+c\right)\left(b+c\right)}{a+b}+\dfrac{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}{b+c}+\dfrac{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}{a+c}\)

Áp dụng BĐT Cô-si:

\(\dfrac{\left(a+c\right)\left(b+c\right)}{a+b}+\dfrac{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}{b+c}\ge2\sqrt{\dfrac{\left(a+c\right)\left(b+c\right)\left(a+b\right)\left(a+c\right)}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}}=2\left(a+c\right)\) (1)

 Tương tự: \(\dfrac{\left(a+c\right)\left(b+c\right)}{a+b}+\dfrac{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}{a+c}\ge2\left(b+c\right)\) (2)

\(\dfrac{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}{b+c}+\dfrac{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}{a+c}\ge2\left(a+b\right)\) (3)

Cộng vế với vế (1);(2);(3):

\(2.\dfrac{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}{b+c}+2.\dfrac{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}{a+c}+2.\dfrac{\left(a+c\right)\left(b+c\right)}{a+b}\ge2\left(a+b\right)+2\left(b+c\right)+2\left(c+a\right)\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}{b+c}+\dfrac{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}{a+c}+\dfrac{\left(a+c\right)\left(b+c\right)}{a+c}\ge2\left(a+b+c\right)=2\) (đpcm)

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

Đặt\(P=\dfrac{a}{1+b^2}+\dfrac{b}{1+c^2}+\dfrac{c}{1+a^2+}+\dfrac{1}{2}\left(ab+bc+ca\right)\) 

Bổ đề: \(\left(a+b+c\right)\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\ge9\) \(\Rightarrow\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\ge\dfrac{9}{a+b+c}\) (1)

Chứng minh bổ đề: \(\left(a+b+c\right)\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\ge9\sqrt[3]{abc.\dfrac{1}{abc}}=9\left(\forall a,b,c\ge0\right)\) 

Kết hợp điều kiện đề bài ta được: \(a+b+c\ge3\)

Ta có: \(\dfrac{ab^2}{1+b^2}\le\dfrac{ab^2}{2\sqrt{b^2}}=\dfrac{ab}{2}\) ( AM-GM cho 2 số không âm 1 và b^2 )

\(\Rightarrow\dfrac{a}{1+b^2}=a-\dfrac{ab^2}{1+b^2}\ge a-\dfrac{ab}{2}\left(1\right)\)

Chứng minh hoàn toàn tương tự: \(\dfrac{b}{1+c^2}\ge b-\dfrac{bc}{2}\left(2\right)\)

\(\dfrac{c}{1+a^2}\ge c-\dfrac{ca}{2}\left(3\right)\)

Cộng (1),(2),(3) vế theo vế thu được: \(P\ge a+b+c=3\)

Dấu "=" xảy ra tại a=b=c=1

Cách giải của