1.

Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz:

\(\dfrac{a}{2a+a+b+c}=\dfrac{a}{25}.\dfrac{\left(2+3\right)^2}{2a+a+b+c}\le\dfrac{a}{25}\left(\dfrac{2^2}{2a}+\dfrac{3^2}{a+b+c}\right)=\dfrac{2}{25}+\dfrac{9}{25}.\dfrac{a}{a+b+c}\)

Tương tự:

\(\dfrac{b}{3b+a+c}\le\dfrac{2}{25}+\dfrac{9}{25}.\dfrac{b}{a+b+c}\)

\(\dfrac{c}{a+b+3c}\le\dfrac{2}{25}+\dfrac{9}{25}.\dfrac{c}{a+b+c}\)

Cộng vế:

\(VT\le\dfrac{6}{25}+\dfrac{9}{25}.\dfrac{a+b+c}{a+b+c}=\dfrac{3}{5}\)

Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c\)

2.

Đặt \(\dfrac{x}{x-1}=a;\dfrac{y}{y-1}=b;\dfrac{z}{z-1}=c\)

Ta có: \(\dfrac{x}{x-1}=a\Rightarrow x=ax-a\Rightarrow a=x\left(a-1\right)\Rightarrow x=\dfrac{a}{a-1}\)

Tương tự ta có: \(y=\dfrac{b}{b-1}\) ; \(z=\dfrac{c}{c-1}\)

Biến đổi giả thiết:

\(xyz=1\Rightarrow\dfrac{abc}{\left(a-1\right)\left(b-1\right)\left(c-1\right)}=1\)

\(\Rightarrow abc=\left(a-1\right)\left(b-1\right)\left(c-1\right)\)

\(\Rightarrow ab+bc+ca=a+b+c-1\)

BĐT cần chứng minh trở thành:

\(a^2+b^2+c^2\ge1\)

\(\Leftrightarrow\left(a+b+c\right)^2-2\left(ab+bc+ca\right)\ge1\)

\(\Leftrightarrow\left(a+b+c\right)^2-2\left(a+b+c-1\right)\ge1\)

\(\Leftrightarrow\left(a+b+c-1\right)^2\ge0\) (luôn đúng)

C/m BĐT : \(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\ge\dfrac{9}{x+y+z}\)

Áp dụng BĐT Sơ-vác-sơ:

\(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\ge\dfrac{\left(1+1+1\right)^2}{x+y+z}\ge\dfrac{9}{x+y+z}\)

Ta có: \(9\dfrac{ab}{a+3b+2c}=\dfrac{9ab}{\left(a+c\right)+\left(b+c\right)+2b}\le\dfrac{ab}{a+c}+\dfrac{ab}{b+c}+\dfrac{a}{2}\left(1\right)\)

CM tương tự

\(\dfrac{9bc}{b+3c+2a}\le\dfrac{bc}{a+c}+\dfrac{bc}{a+b}+\dfrac{b}{2}\left(2\right)\)

\(\dfrac{9ca}{c+3a+2b}\le\dfrac{ca}{b+c}+\dfrac{ca}{a+b}+\dfrac{c}{2}\left(3\right)\)

Cộng vế (1), (2), (3) => đpcm

Ta chứng minh bổ đề sau:

\(\dfrac{5b^3-a^3}{ab+3b^2}\le2b-a\)

\(\Leftrightarrow5b^3-a^3\le\left(2b-a\right)\left(ab+3b^2\right)\)

\(\Leftrightarrow5b^3-a^3\le2ab^2+6b^3-a^2b-3b^2a\)

\(\Leftrightarrow a^3+b^3-a^2b-b^2a\ge0\)

\(\Leftrightarrow\left(a+b\right)\left(a^2-ab+b^2\right)-ab\left(a+b\right)\ge0\)

\(\Leftrightarrow\left(a+b\right)\left(a^2-2ab+b^2\right)\ge0\)

\(\Leftrightarrow\left(a+b\right)\left(a-b\right)^2\ge0\)

Bất đẳng thức cuối luôn đúng, vậy ta có

\(M\le2a-b+2b-c+2c-a=a+b+c\)Chứng minh hoàn tất. Đẳng thức xảy ra khi \(a=b=c\)

Sử dụng Cô si cho 2 số dương ta được

                        \dfrac{a^3b}{c}+\dfrac{a^3c}{b}=a^3\left(\dfrac{b}{c}+\dfrac{c}{b}\right)\ge2a^3ca3b​+ba3c​=a3(cb​+bc​)≥2a3

Làm tương tự với hai cặp số hạng còn lại và cộng các bất đẳng thức nhận được ta có

          \dfrac{a^3b}{c}+\dfrac{a^3c}{b}+\dfrac{b^3c}{a}+\dfrac{b^3a}{c}+\dfrac{c^3b}{a}+\dfrac{c^3a}{b}\ge2\left(a^3+b^3+c^3\right)ca3b​+ba3c​+ab3c​+cb3a​+ac3b​+bc3a​≥2(a3+b3+c3)  (1)

Lại theo bất đẳng thức Cô si ta được     

                                        a^3+b^3+c^3\ge3\sqrt[3]{a^3b^3c^3}=3abca3+b3+c3≥33a3b3c3​=3abc      (2)

Từ (1) và (2) suy ra đpcm.  

Theo bất đẳng thức cô si ta có 

\(\dfrac{a^3b}{c}\) + \(\dfrac{a^3c}{b}\) = a^3(b/c+c/b) ≥ 2a^3

Tương tự với 1 cặp số hạng còn lại và cộng các bất đẳng thức nhận được ta có 

a^3b/c+ a^3c/b + b^3c/a+b^3a/c + c^3b/a+ c^3a/b ≥ 2(a^3+b^3+c^3) (1)

Theo bất đẳng thức cô si ta được 

a^3 + b^3 +c^3 ≥ 3\(\sqrt{a^3b^3c^3}=3abc (2) \)

Từ (1) và (2) suy ra đpcm 

Sử dụng Cô si cho 2 số dương ta được

                        \dfrac{a^3b}{c}+\dfrac{a^3c}{b}=a^3\left(\dfrac{b}{c}+\dfrac{c}{b}\right)\ge2a^3ca3b​+ba3c​=a3(cb​+bc​)≥2a3

Làm tương tự với hai cặp số hạng còn lại và cộng các bất đẳng thức nhận được ta có

          \dfrac{a^3b}{c}+\dfrac{a^3c}{b}+\dfrac{b^3c}{a}+\dfrac{b^3a}{c}+\dfrac{c^3b}{a}+\dfrac{c^3a}{b}\ge2\left(a^3+b^3+c^3\right)ca3b​+ba3c​+ab3c​+cb3a​+ac3b​+bc3a​≥2(a3+b3+c3)  (1)

Lại theo bất đẳng thức Cô si ta được     

                                        a^3+b^3+c^3\ge3\sqrt[3]{a^3b^3c^3}=3abca3+b3+c3≥33a3b3c3​=3abc      (2)

Từ (1) và (2) suy ra đpcm.  

Áp dụng bđt AM-GM:

\(\dfrac{a^3b}{c}+\dfrac{b^3c}{a}+\dfrac{c^3a}{b}+\dfrac{a^3c}{b}+\dfrac{b^3a}{c}+\dfrac{c^3b}{a}\ge6\sqrt[6]{\dfrac{a^8b^8c^8}{a^2b^2c^2}}=6\sqrt[6]{a^6b^6c^6}=6abc\)Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c\)

\(\dfrac{1}{a+3b}+\dfrac{1}{a+b+2c}\ge\dfrac{4}{2a+4b+2c}=\dfrac{2}{a+2b+c}\)

Tương tự: \(\dfrac{1}{b+3c}+\dfrac{1}{b+c+2a}\ge\dfrac{2}{a+b+2c}\)

\(\dfrac{1}{c+3a}+\dfrac{1}{a+c+2b}\ge\dfrac{2}{2a+b+c}\)

Cộng vế với vế và rút gọn:

\(\dfrac{1}{a+3b}+\dfrac{1}{b+3c}+\dfrac{1}{c+3a}\ge\dfrac{1}{a+2b+c}+\dfrac{1}{b+2c+a}+\dfrac{1}{c+2a+b}\)

Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c\)

\(\dfrac{ab}{a+3b+2c}=\dfrac{ab}{\left(a+c\right)+\left(b+c\right)+2b}\le\dfrac{ab}{9}\left(\dfrac{1}{a+c}+\dfrac{1}{b+c}+\dfrac{1}{2b}\right)=\dfrac{1}{9}\left(\dfrac{ab}{a+c}+\dfrac{ab}{b+c}+\dfrac{a}{2}\right)\)

Tương tự:

\(\dfrac{bc}{b+3c+2a}\le\dfrac{1}{9}\left(\dfrac{bc}{a+b}+\dfrac{bc}{c+a}+\dfrac{b}{2}\right)\)

\(\dfrac{ca}{c+3a+2b}\le\dfrac{1}{9}\left(\dfrac{ca}{b+c}+\dfrac{ca}{a+b}+\dfrac{c}{2}\right)\)

Cộng vế:

\(VT\le\dfrac{1}{9}\left(\dfrac{bc+ca}{a+b}+\dfrac{ca+ab}{b+c}+\dfrac{bc+ab}{c+a}+\dfrac{a+b+c}{2}\right)=\dfrac{a+b+c}{6}\)

Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c\)

Áp dụng tính chất dãy tỉ số bằng nhau ta có:

\(\dfrac{a+b-3c}{c}=\dfrac{b+c-3a}{a}=\dfrac{c+a-3b}{b}=\dfrac{a+b-3c+b+c-3a+c+a-3b}{c+a+b}=\dfrac{-\left(a+b+c\right)}{a+b+c}=-1\)

\(\dfrac{a+b-3c}{c}=-1\Rightarrow a+b-3c=-c\Rightarrow a+b-2c=0\left(1\right)\)

\(\dfrac{b+c-3a}{a}=-1\Rightarrow b+c-3a=-a\Rightarrow b+c-2a=0\left(2\right)\)

\(\dfrac{c+a-3b}{b}=-1\Rightarrow a+c-3b=-b\Rightarrow a+c-2b=0\left(3\right)\)

Từ (1), (2) ta có:\(a+b-2c=b+c-2a\Rightarrow3a=3c\Rightarrow a=c\left(4\right)\)

Từ (1), (3) ta có:\(a+b-2c=a+c-2b\Rightarrow3b=3c\Rightarrow b=c\left(5\right)\)

Từ (4), (5)\(\Rightarrow a=b=c\)