\(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}=1\)

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

\(\Rightarrow\dfrac{1}{a}=\dfrac{b-2}{2b}+\dfrac{c-2}{2c}\)

Dễ dàng chứng minh \(\dfrac{b-2}{2b},\dfrac{c-2}{2c}\) là các số dương.

Áp dụng BĐT Cauchy cho 2 số dương ta có:

\(\dfrac{b-2}{2b}+\dfrac{c-2}{2c}\ge2\sqrt{\dfrac{\left(b-2\right)\left(c-2\right)}{4bc}}=\sqrt{\dfrac{\left(b-2\right)\left(c-2\right)}{bc}}\)

\(\Rightarrow\dfrac{1}{a}\ge\sqrt{\dfrac{\left(b-2\right)\left(c-2\right)}{bc}}\left(1\right)\)

CMTT ta có: \(\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{1}{b}\ge\sqrt{\dfrac{\left(c-2\right)\left(a-2\right)}{ca}}\left(2\right)\\\dfrac{1}{c}\ge\sqrt{\dfrac{\left(a-2\right)\left(b-2\right)}{ab}}\left(3\right)\end{matrix}\right.\)

\(\left(1\right),\left(2\right),\left(3\right)\Rightarrow\dfrac{1}{abc}\ge\dfrac{\left(a-2\right)\left(b-2\right)\left(c-2\right)}{abc}\)

\(\Rightarrow\left(a-2\right)\left(b-2\right)\left(c-2\right)\le1\left(đpcm\right)\)

Dấu "=" xảy ra khi \(\left\{{}\begin{matrix}a=b=c\\\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}=1\end{matrix}\right.\Leftrightarrow a=b=c=3\)

Đồng thời chỉ ra phương pháp nhé!!

Để chứng minh điều phải chứng minh, ta sẽ sử dụng phương pháp Chứng minh bằng Quy nạp (Mathematical Induction). Bước 1: Ta chứng minh bất đẳng thức này đúng với trường hợp a, b, c không giống nhau. - Giả sử a = b. Khi đó, a = b = (3 - 2a) / 2. Thầy vào bất đẳng thức cần chứng minh, ta có: abc(1+a^2)(1+b^2)(1+c^2) = a^2c(1+a^2)^2(1+c^2) Đặt x = a^2, y = c. Ta cần chứng minh: xy(1+x)^2(1+y^2) ≤ 8 Từ điều kiện a + b + c = 3, ta có: a + b = 3 - c ab = (a + b) ^2 - (a^2 + b^2) = (3 - c)^2 - (a^2 + b^2) = (3 - c)^2 - (3 - 2c) = c^2 - 3c + 6 Because a and b are test of method t^2 - (3 - c)t + (c^2 - 3c + 6) = 0 thuộc các nguyên nên theo Định lí Viết a^2 + b^2 = (3 - c)c^2 - 3(c^2 - 3c + 6) = -2c^3 + 9c^2 - 9c + 18 Ta lại có abc = ac(3 - a - c) = c(3c^2 - ac - c^2) = c(-2c^3 + 9c^2 - 9c) Nên bất đẳng thức cần chứng minh trở thành: (x*3)^2(1 + x)(1 + y) ≤ 8 Hay (x*3)^2(1 + x)(1 + y) ≤ 8 Áp dụng bất đẳng thức AM-GM hai lần, ta có: (x*3)^2 (1 + x)(1 + y) ≤ [(x*3)^2 + (1 + x) + (1 + y)] / 3 = [9x^2 + 2x + 2 + y] / 3 = ( 9x^2 + 2x + 2 + y) / 3 = (9x^2 + y^2 + 2x + 2) / 3 Tiếp tục áp dụng Bất đẳng thức AM-GM, ta được: (9x^2 + y^2 + 2x + 2)/3 ≥ 4√[(9x^2)(y^2)(2x)(2)] = 4√[36x^3y^2] = 24xy√x Khi đó, ta cần chứng minh: 24xy√x ≤ 8 <=> 3xy√x ≤ 1 <=> 27x^3y^2 ≤ 1 Từ a + b + c = 3, ta có: (a + b + c)^3 = a^3 + b^3 + c^3 + 3(a^2b + ab^2 + b^2c + bc^ 2 + c^2a + ca^2) + 6abc Thầy a + b + c = 3 và abc = ac(3 - a - c) = c(3c^2 - ac - c^2) = c(-2c^ 3 + 9c^2 - 9c), ta có: 27x^3y^2 ≤ 1 Vì vậy, ta đã chứng minh được khi a=b, bất đẳng thức cần chứng minh là đúng. Bước 2: Giả sử a, b, c không giống nhau. Ta sẽ chứng minh bất đẳng thức này đúng với

a.

Bình phương 2 vế, BĐT cần chứng minh trở thành:

\(\sqrt{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)}+\sqrt{\left(b^2+1\right)\left(c^2+1\right)}+\sqrt{\left(c^2+1\right)\left(a^2+1\right)}\ge6\)

Ta có:

\(\sqrt{\left(a^2+1\right)\left(1+b^2\right)}\ge\sqrt{\left(a+b\right)^2}=a+b\)

Tương tự cộng lại:

\(\sqrt{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)}+\sqrt{\left(b^2+1\right)\left(c^2+1\right)}+\sqrt{\left(c^2+1\right)\left(a^2+1\right)}\ge2\left(a+b+c\right)=6\) (đpcm)

Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=1\)

b.

\(\sum\dfrac{a+1}{a^2+2a+3}=\sum\dfrac{a+1}{a^2+1+2a+2}\le\sum\dfrac{a+1}{4a+2}\)

Nên ta chỉ cần chứng minh:

\(\sum\dfrac{a+1}{4a+2}\le1\Leftrightarrow\sum\dfrac{4a+4}{4a+2}\le4\)

\(\Leftrightarrow\sum\dfrac{1}{2a+1}\ge1\)

Đúng đo: \(\dfrac{1}{2a+1}+\dfrac{1}{2b+1}+\dfrac{1}{2c+1}\ge\dfrac{9}{2\left(a+b+c\right)+3}=1\)

\(sigma\frac{a}{1+b-a}=sigma\frac{a^2}{a+ab-a^2}\ge\frac{\left(a+b+c\right)^2}{a+b+c+\frac{\left(a+b+c\right)^2}{3}-\frac{\left(a+b+c\right)^2}{3}}=1\)

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

\(\frac{1}{b^2+c^2}=\frac{1}{1-a^2}=1+\frac{a^2}{b^2+c^2}\le1+\frac{a^2}{2bc}\)

Tương tự cộng lại quy đồng ta có đpcm 

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