Câu 1/
Đặt cái cần tìm là \(P=x+y+z\)
Ta có \(5x^2+2xyz+4y^2+3z^2=60\)
\(\Rightarrow3z^2< 60\)
\(\Rightarrow0< z< 2\sqrt{5}\)
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}20-z^2>0\\9-2z>0\\P-z>0\end{matrix}\right.\)
Thay \(x=P-y-z\) vào điều kiện ban đầu ta được.
\(5\left(P-y-z\right)^2+2yz\left(P-y-z\right)+4y^2+3z^2=60\)
\(\Leftrightarrow\left(9-2z\right)y^2-2\left(P-z\right)\left(5-z\right)y+5\left(P-z\right)^2+3\left(z^2-20\right)=0\)
Để PT theo nghiệm y có nghiệm thì
\(\Delta'=\left(P-z\right)^2\left(5-z\right)^2-\left(9-2z\right)\left[5\left(P-z\right)^2+3\left(z^2-20\right)\right]\ge0\)
\(\Leftrightarrow\left(z^2-20\right)\left[\left(P-z\right)^2+6z-27\right]\ge0\)
\(\Rightarrow\left(P-z\right)^2+6z-27\le0\)
\(\Rightarrow P\le z+\sqrt{27-6z}\le6\) (cái này chỉ cần chuyển z qua VP rồi bình phương 2 vế là thấy liền nhé.
Vậy \(MaxP=6\) khi \(\left\{{}\begin{matrix}x=1\\y=2\\z=3\end{matrix}\right.\)
Câu 3/ Dễ thấy a, b, c không thể đồng thời bằng 0 được.
Ta chứng minh: \(\left(a^2+b^2+c^2\right)^3\ge\left(a^3+b^3+c^3-3abc\right)^2\)
\(\Leftrightarrow\left(ab+bc+ca\right)^2\left(3a^2+3b^2+3c^2-2\left(ab+bc+ca\right)\right)\ge0\)
\(\Leftrightarrow\left(ab+bc+ca\right)^2\left[\left(a-b\right)^2+\left(b-c\right)^2+\left(c-a\right)^2+a^2+b^2+c^2\right]\ge0\) (đúng)
Từ đây ta suy ra \(a^2+b^2+c^2\ge1\)
Dấu = xảy ra khi \(\left(a,b,c\right)=\left(1,0,0;0,1,0;0,0,1\right)\)
PS: Vì không chứng minh được \(x^2+y^2+z^2\ge1\) nên mình chứng minh \(a^2+b^2+c^2\ge1\) nhé.
Câu 2/
Trước tiên ta có:
\(\sqrt{1+a^3}=\sqrt{\left(1+a\right)\left(1-a+a^2\right)}\le\dfrac{1+a+1-a+a^2}{2}=1+\dfrac{a^2}{2}\)
Quay lại bài toán ta có:
\(A=\sqrt{\dfrac{x^3}{x^3+8y^3}}+\sqrt{\dfrac{4y^3}{y^3+\left(x+y\right)^3}}=\sqrt{\dfrac{1}{1+\left(\dfrac{2y}{x}\right)^3}}+\sqrt{\dfrac{4}{1+\left(\dfrac{x+y}{y}\right)^3}}\)
\(\ge\dfrac{1}{1+\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{2y}{x}\right)^2}+\dfrac{2}{1+\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{x+y}{y}\right)^2}\)
\(=\dfrac{x^2}{x^2+2y^2}+\dfrac{4y^2}{x^2+3y^2+2xy}\ge\dfrac{x^2}{x^2+2y^2}+\dfrac{4y^2}{2x^2+4y^2}=1\)
Dấu = xảy ra khi x = y