Lời giải:

Áp dụng BĐT AM-GM ta có:

$\text{VT}=[\frac{a+1}{4}+\frac{1}{a+1}+\frac{3}{4}a-\frac{1}{4}][\frac{b+1}{4}+\frac{1}{b+1}+\frac{3}{4}b-\frac{1}{4}][\frac{c+1}{4}+\frac{1}{c+1}+\frac{3}{4}c-\frac{1}{4}]$

$\geq [2\sqrt{\frac{1}{4}}+\frac{3}{4}a-\frac{1}{4}][2\sqrt{\frac{1}{4}}+\frac{3}{4}b-\frac{1}{4}][2\sqrt{\frac{1}{4}}+\frac{3}{4}c-\frac{1}{4}]$
$=\frac{3}{4}(a+1).\frac{3}{4}(b+1).\frac{3}{4}(c+1)$
$=\frac{27}{64}(a+1)(b+1)(c+1)$

$\geq \frac{27}{64}.2\sqrt{a}.2\sqrt{b}.2\sqrt{c}$

$=\frac{27}{64}.8\sqrt{abc}\geq \frac{27}{64}.8=\frac{27}{8}$ (đpcm)

Dấu "=" xảy ra khi $a=b=c=1$

1.

BĐT cần chứng minh tương đương:

\(\left(ab-1\right)\left(bc-1\right)\left(ca-1\right)\ge\left(a^2-1\right)\left(b^2-1\right)\left(c^2-1\right)\)

Ta có:

\(\left(ab-1\right)^2=a^2b^2-2ab+1=a^2b^2-a^2-b^2+1+a^2+b^2-2ab\)

\(=\left(a^2-1\right)\left(b^2-1\right)+\left(a-b\right)^2\ge\left(a^2-1\right)\left(b^2-1\right)\)

Tương tự: \(\left(bc-1\right)^2\ge\left(b^2-1\right)\left(c^2-1\right)\)

\(\left(ca-1\right)^2\ge\left(c^2-1\right)\left(a^2-1\right)\)

Do \(a;b;c\ge1\)  nên 2 vế của các BĐT trên đều không âm, nhân vế với vế:

\(\left[\left(ab-1\right)\left(bc-1\right)\left(ca-1\right)\right]^2\ge\left[\left(a^2-1\right)\left(b^2-1\right)\left(c^2-1\right)\right]^2\)

\(\Rightarrow\left(ab-1\right)\left(bc-1\right)\left(ca-1\right)\ge\left(a^2-1\right)\left(b^2-1\right)\left(c^2-1\right)\) (đpcm)

Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c\)

Câu 2 em kiểm tra lại đề có chính xác chưa

2.

Câu 2 đề thế này cũng làm được nhưng khá xấu, mình nghĩ là không thể chứng minh bằng Cauchy-Schwaz được, phải chứng minh bằng SOS

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

\(\Rightarrow\left(c-a\right)\left(c-b\right)\ge0\) (1)

BĐT cần chứng minh tương đương:

\(\dfrac{1}{a}-\dfrac{a+b}{bc+a^2}+\dfrac{1}{b}-\dfrac{b+c}{ac+b^2}+\dfrac{1}{c}-\dfrac{c+a}{ab+c^2}\ge0\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{b\left(c-a\right)}{a^3+abc}+\dfrac{c\left(a-b\right)}{b^3+abc}+\dfrac{a\left(b-c\right)}{c^3+abc}\ge0\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{c\left(b-a\right)+a\left(c-b\right)}{a^3+abc}+\dfrac{c\left(a-b\right)}{b^3+abc}+\dfrac{a\left(b-c\right)}{c^3+abc}\ge0\)

\(\Leftrightarrow c\left(b-a\right)\left(\dfrac{1}{a^3+abc}-\dfrac{1}{b^3+abc}\right)+a\left(c-b\right)\left(\dfrac{1}{a^3+abc}-\dfrac{1}{c^3+abc}\right)\ge0\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{c\left(b-a\right)\left(b^3-a^3\right)}{\left(a^3+abc\right)\left(b^3+abc\right)}+\dfrac{a\left(c-b\right)\left(c^3-a^3\right)}{\left(a^3+abc\right)\left(c^3+abc\right)}\ge0\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{c\left(b-a\right)^2\left(a^2+ab+b^2\right)}{\left(a^3+abc\right)\left(b^3+abc\right)}+\dfrac{a\left(c-b\right)\left(c-a\right)\left(a^2+ac+c^2\right)}{\left(a^3+abc\right)\left(c^3+abc\right)}\ge0\)

Đúng theo (1)

Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c\)

\(a+\dfrac{1}{a+1}=\dfrac{a^2+a+1}{a+1}=\dfrac{4a^2+4a+4}{4\left(a+1\right)}=\dfrac{3\left(a+1\right)^2+\left(a-1\right)^2}{4\left(a+1\right)}\ge\dfrac{3\left(a+1\right)^2}{4\left(a+1\right)}=\dfrac{3}{4}\left(a+1\right)\ge\dfrac{3}{2}\sqrt{a}\)

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

Nhân vế:

\(VT\ge\dfrac{27}{8}\sqrt{abc}\ge\dfrac{27}{8}\) (đpcm)

Để chứng minh bất đẳng thức (a^2 + b^2 + c^2)[(a-b)^2 + (b-c)^2 + (c-a)^2] ≥ 9/2, ta sẽ sử dụng phương pháp chứng minh bất đẳng thức bằng phương pháp chứng minh định lý hình học.

Giả sử a, b, c là các số thực và (a, b, c) không phải là (0, 0, 0). Ta có thể viết lại bất đẳng thức trên dưới dạng:

(a^2 + b^2 + c^2)[(a-b)^2 + (b-c)^2 + (c-a)^2] - 9/2 ≥ 0

Mở rộng và rút gọn biểu thức ta có:

2a^4 + 2b^4 + 2c^4 + 4a^2b^2 + 4b^2c^2 + 4c^2a^2 - 2a^3b - 2ab^3 - 2b^3c - 2bc^3 - 2c^3a - 2ca^3 - 9/2 ≥ 0

Đặt x = a^2, y = b^2, z = c^2, ta có:

2x^2 + 2y^2 + 2z^2 + 4xy + 4yz + 4zx - 2x^(3/2)√y - 2x√y^(3/2) - 2y^(3/2)√z - 2yz^(3/2) - 2z^(3/2)√x - 2zx^(3/2) - 9/2 ≥ 0

Đặt t = √x, u = √y, v = √z, ta có:

2t^4 + 2u^4 + 2v^4 + 4t^2u^2 + 4u^2v^2 + 4v^2t^2 - 2t^3u - 2tu^3 - 2u^3v - 2uv^3 - 2v^3t - 2vt^3 - 9/2 ≥ 0

Nhận thấy rằng biểu thức trên có thể viết dưới dạng tổng của các bình phương:

(t^2 + u^2 + v^2 - tu - uv - vt)^2 + (t^2 - u^2)^2 + (u^2 - v^2)^2 + (v^2 - t^2)^2 ≥ 0

Vì mọi số thực bình phương đều không âm, nên bất đẳng thức trên luôn đúng. Từ đó, ta có chứng minh rằng (a^2 + b^2 + c^2)[(a-b)^2 + (b-c)^2 + (c-a)^2] ≥ 9/2.

Lời giải:

Ta có:

\(\text{VT}=\frac{a}{(a+1)(b+1)}+\frac{b}{(b+1)(c+1)}+\frac{c}{(c+1)(a+1)}\)

\(=\frac{a(c+1)+b(a+1)+c(b+1)}{(a+1)(b+1)(c+1)}=\frac{ab+bc+ac+a+b+c}{abc+(ab+bc+ac)+(a+b+c)+1}\)

\(=\frac{ab+bc+ac+a+b+c}{2+(a+b+c)+ab+bc+ac}\)

Ta cần chứng minh \(\text{VT}\geq \frac{3}{4}\)

\(\Leftrightarrow \frac{ab+bc+ac+a+b+c}{2+(a+b+c)+ab+bc+ac}\geq \frac{3}{4}\)

\(\Leftrightarrow 4(ab+bc+ac+a+b+c)\geq 3(ab+bc+ac+a+b+c)+6\)

\(\Leftrightarrow ab+bc+ac+a+b+c\geq 6\)

\(\Leftrightarrow ab+bc+ac+a+b+c\geq 6\sqrt[6]{ab.bc.ac.a.b.c}\)

(Đúng theo BĐT Cô-si)

Do đó ta có đpcm

Dấu bằng xảy ra khi \(a=b=c=1\)

k=6
a,b,c=2

\(\dfrac{1}{1+a}+\dfrac{1}{1+b}+\dfrac{1}{1+c}\ge3\sqrt[3]{\dfrac{1}{\left(1+a\right)\left(1+b\right)\left(1+c\right)}}\)

\(\dfrac{a}{1+a}+\dfrac{b}{1+b}+\dfrac{c}{1+c}\ge3\sqrt[3]{\dfrac{abc}{\left(1+a\right)\left(1+b\right)\left(1+c\right)}}\)

Cộng vế và rút gọn:

\(\Rightarrow1\ge\dfrac{1+\sqrt[3]{abc}}{\sqrt[3]{\left(1+a\right)\left(1+b\right)\left(1+c\right)}}\)

\(\Rightarrow\left(1+a\right)\left(1+b\right)\left(1+c\right)\ge\left(1+\sqrt[3]{abc}\right)^3\)

\(\Rightarrow\dfrac{\left(1+a\right)\left(1+b\right)\left(1+c\right)}{abc}\ge\dfrac{\left(1+\sqrt[3]{abc}\right)^3}{abc}=\left(\dfrac{1}{\sqrt[3]{abc}}+1\right)^3\ge\left(\dfrac{3}{a+b+c}+1\right)^3\ge\left(\dfrac{3}{k}+1\right)^3\)

\(\dfrac{a^3}{\left(b+1\right)\left(c+2\right)}+\dfrac{b+1}{12}+\dfrac{c+2}{18}\ge3\sqrt[3]{\dfrac{a^3\left(b+1\right)\left(c+2\right)}{216\left(b+1\right)\left(c+2\right)}}=\dfrac{a}{2}\)

Tương tự: \(\dfrac{b^3}{\left(c+1\right)\left(a+2\right)}+\dfrac{c+1}{12}+\dfrac{a+2}{18}\ge\dfrac{b}{2}\)

\(\dfrac{c^3}{\left(a+1\right)\left(b+2\right)}+\dfrac{a+1}{12}+\dfrac{b+2}{18}\ge\dfrac{c}{2}\)

Cộng vế:

\(VT+\dfrac{5}{36}\left(a+b+c\right)+\dfrac{7}{12}\ge\dfrac{1}{2}\left(a+b+c\right)\)

\(\Rightarrow VT\ge\dfrac{13}{36}\left(a+b+c\right)-\dfrac{7}{12}\ge\dfrac{13}{36}.3\sqrt[3]{abc}-\dfrac{7}{12}=\dfrac{1}{2}\) (đpcm)

\(\Leftrightarrow\left(1+abc\right)\left(\dfrac{1}{a\left(1+b\right)}+\dfrac{1}{b\left(1+c\right)}+\dfrac{1}{c\left(1+a\right)}\right)\ge3\)

Ta có:

\(\left(1+abc\right).\dfrac{1}{a\left(1+b\right)}=\dfrac{1+abc}{a+ab}=\dfrac{1+a+ab+abc-a-ab}{a+ab}=\dfrac{1+a}{a\left(1+b\right)}+\dfrac{b\left(1+c\right)}{1+b}-1\)

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

\(VT\ge6\sqrt[6]{\dfrac{abc\left(1+a\right)^2\left(1+b\right)^2\left(1+c\right)^2}{abc\left(1+a\right)^2\left(1+b\right)^2\left(1+c\right)^2}}-3=3\) (đpcm)

Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=1\)

Giải:

\(\dfrac{a}{\left(a+1\right)\left(b+1\right)}+\dfrac{b}{\left(b+1\right)\left(c+1\right)}+\dfrac{c}{\left(c+1\right)\left(a+1\right)}\ge\dfrac{3}{4}\)(*)

\(\Leftrightarrow\) \(\dfrac{a\left(c+1\right)+b\left(a+1\right)+c\left(b+1\right)}{\left(a+1\right)\left(b+1\right)\left(c+1\right)}\ge\dfrac{3}{4}\)

\(\Leftrightarrow\) \(\dfrac{ac+a+ab+b+bc+c}{\left(a+1\right)\left(b+1\right)\left(c+1\right)}\) \(\ge\) \(\dfrac{3}{4}\)

Do a+1 ; b+1; c+1 >0

\(\Rightarrow\) 4ac+4a+4ab+4b+4bc+4c \(\ge\) 3abc+3ac+3bc+3ab+3a+3b+3c+3

\(\Leftrightarrow\) ac+ab+bc+a+b+c -6 \(\ge\) 0

Áp dụng BĐT Cô-si cho 3 số

Ta có: a+b+c \(\ge\) \(3\sqrt[3]{abc}=3\)

ab+bc+ca \(\ge\) \(3\sqrt[3]{\left(abc\right)^2}\) = 3

\(\Rightarrow\)ac+ab+bc+a+b+c -6 \(\ge\) 0 ( luôn đúng)

\(\Rightarrow\) (*) được chứng minh

Dấu "=" xảy ra \(\Leftrightarrow\) a=b=c=1