\(\frac{a}{b^2+1}=a-\frac{ab^2}{1+b^2}\ge a-\frac{ab^2}{2b}\ge a-\frac{ab}{2}\)  (AM-GM)

chung minh tuong tu ta co 

\(VT\ge a+b+c-\frac{ab}{2}-\frac{bc}{2}-\frac{ac}{2}\ge3-\frac{\left(a+b+c\right)^2}{6}\ge3-\frac{3}{2}=\frac{3}{2}\)

dau = xay ra khi a=b=c=1

Trước hết ta chứng minh bất đẳng thức sau \(\sqrt{a^2+x^2}+\sqrt{b^2+y^2}\ge\sqrt{\left(a+b\right)^2+\left(x+y\right)^2}\)

Thật vậy, bất đẳng thức trên tương đương với \(\left(\sqrt{a^2+b^2}+\sqrt{x^2+y^2}\right)^2\ge\left(a+x\right)^2+\left(b+y\right)^2\)\(\Leftrightarrow2\sqrt{\left(a^2+b^2\right)\left(x^2+y^2\right)}\ge2ax+2by\Leftrightarrow\left(a^2+b^2\right)\left(x^2+y^2\right)\ge\left(ax+by\right)^2\)

Bất đẳng thức cuối cùng là bất đẳng thức Bunyakovsky nên (*) đúng

Áp dụng bất đẳng thức trên ta có \(\sqrt{a^2+\frac{1}{b^2}}+\sqrt{b^2+\frac{1}{c^2}}+\sqrt{c^2+\frac{1}{a^2}}\ge\sqrt{\left(a+b\right)^2+\left(\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)^2}+\sqrt{c^2+\frac{1}{a^2}}\)\(\ge\sqrt{\left(a+b+c\right)^2+\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)^2}\)

Ta cần chứng minh  \(\left(a+b+c\right)^2+\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)^2\ge\frac{153}{4}\)

Thật vậy, áp dụng bất đẳng thức Cauchy và chú ý giả thiết \(a+b+c\le\frac{3}{2}\), ta được:\(\left(a+b+c\right)^2+\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)^2\ge\left(a+b+c\right)^2+\frac{81}{\left(a+b+c\right)^2}\)\(=\left(a+b+c\right)^2+\frac{81}{16\left(a+b+c\right)^2}+\frac{1215}{16\left(a+b+c\right)^2}\)\(\ge2\sqrt{\left(a+b+c\right)^2.\frac{81}{16\left(a+b+c\right)^2}}+\frac{1215}{16.\frac{9}{4}}=\frac{153}{4}\)

Bất đẳng thức đã được chứng minh

Đẳng thức xảy ra khi \(a=b=c=\frac{1}{2}\)

Mình dùng ''AM-GM ngược dấu'' như sau

Áp dụng bất đẳng thức AM-GM ta có \(\frac{a}{1+b^2}=a-\frac{ab^2}{1+b^2}\ge a-\frac{ab^2}{2b}=a-\frac{ab}{2}\)

Tương tự với các phân thức khác rồi cộng vế theo vế ta được:

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

Mặt khác áp dụng bất đẳng thức AM-GM  \(9=\left(a+b+c\right)^2=a^2+b^2+c^2+2\left(ab+bc+ca\right)\ge3\left(ab+bc+ca\right)\)

\(\Rightarrow ab+bc+ca\le\frac{3}{2}\)

Vậy \(\frac{a}{1+b^2}+\frac{b}{1+c^2}+\frac{c}{1+a^2}\ge3-\frac{3}{2}=\frac{3}{2}\)

bạn ơi đoạn cuối áp dụng BĐT AM-GN  mk chưa hiểu lắm

À mình dùng như thế này nhá \(a^2+b^2+c^2\ge ab+bc+ca\left(1\right)\)

Bạn có thể chứng minh bằng tách đối xứng như sau

\(VT\left(1\right)=\left(\frac{a^2}{2}+\frac{b^2}{2}\right)+\left(\frac{b^2}{2}+\frac{c^2}{2}\right)+\left(\frac{c^2}{2}+\frac{a^2}{2}\right)\ge2\sqrt{\frac{a^2b^2}{4}}+2\sqrt{\frac{b^2c^2}{4}}+2\sqrt{\frac{c^2a^2}{4}}\)

\(=ab+bc+ca\)

Còn cách khác thì chứng minh tương đương

Bất đẳng thức(1) tương đương với \(\frac{1}{2}\left[\left(a-b\right)^2+\left(b-c\right)^2+\left(c-a\right)^2\right]\ge0\)

Bất đẳng thức này hiển nhiên đúng nên suy ra (1) đúng

Đặt \(\frac{1}{a}=x\); \(\frac{2}{b}=y;\frac{3}{c}=z\)

=>VT = \(\frac{z^3}{x^2+z^2}+\frac{x^3}{y^2+x^2}+\frac{y^3}{y^2+z^2}\)

Ta có \(\frac{z^3}{x^2+z^2}=z-\frac{x^2z}{x^2+z^2}\ge z-\frac{x^2z}{2xz}=z-\frac{x}{2}\)

CMTT: 

=> VT \(\ge\frac{x+y+z}{2}=\frac{3}{2}\). Dấu = khi a=1; b=2; z=3

\(\frac{a^3}{b^2+3}=\frac{a^3}{b^2+ab+bc+ca}=\frac{a^3}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}\)

Tương tự

\(\Rightarrow\Sigma_{cyc}\frac{a^3}{b^2+3}=\Sigma_{cyc}\frac{a^3}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}\)

Theo Cô-si:\(\frac{a^3}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}+\frac{a+b}{8}+\frac{b+c}{8}\ge\frac{3}{4}a\)

\(\Rightarrow\Sigma_{cyc}\frac{a^3}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}\ge\frac{1}{4}\left(a+b+c\right)\ge\frac{1}{4}\sqrt{3\left(ab+bc+ca\right)}=\frac{3}{4}\)