Bạn chưa đăng nhập. Vui lòng đăng nhập để hỏi bài
Tho Nguyễn Văn

cho a, b, c > 0 và \(a+b+c\le\sqrt{3}\). CMR:

A= \(\dfrac{\sqrt{a^2+1}}{b+c}+\dfrac{\sqrt{b^2+1}}{c+a}+\dfrac{\sqrt{c^2+1}}{a+b}\ge3\)

Trần Tuấn Hoàng
7 tháng 8 2022 lúc 16:14

- Bổ đề: Cho \(a,b,c>0\). Ta có:

\(\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}+\dfrac{c}{a+b}\ge\dfrac{3}{2}\left(1\right)\) (BĐT Nesbitt 3 số).

Chứng minh: Ta có:

\(\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}+\dfrac{c}{a+b}=\dfrac{a^2}{ab+ac}+\dfrac{b^2}{bc+ba}+\dfrac{c^2}{ca+cb}\)

- Áp dụng bất đẳng thức Caushy-Schwarz dạng Engel, ta có:

\(\dfrac{a^2}{ab+ac}+\dfrac{b^2}{bc+ba}+\dfrac{c^2}{ca+cb}\ge\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{ab+ac+bc+bc+ca+cb}=\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{2\left(ab+bc+ca\right)}\)

hay \(\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}+\dfrac{c}{a+b}\ge\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{2\left(ab+bc+ca\right)}\left(2\right)\)

- Mặt khác: \(ab+bc+ca\le\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{3}\left(3\right)\)

- Từ (2) và (3) ta có:

\(\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}+\dfrac{c}{a+b}\ge\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{2.\dfrac{\left(a+b+c\right)^2}{3}}=\dfrac{3}{2}\left(đpcm\right)\)

- Vậy bất đẳng thức \(\left(1\right)\) đã được chứng minh. Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c\).
- Quay trở lại bài toán. Ta có:

\(A=\dfrac{\sqrt{a^2+1}}{b+c}+\dfrac{\sqrt{b^2+1}}{c+a}+\dfrac{\sqrt{c^2+1}}{a+b}\)

\(=\dfrac{\sqrt{\left(a^2+1\right)\left(1+3\right)}}{\sqrt{\left(1+3\right)}.\left(b+c\right)}+\dfrac{\sqrt{\left(b^2+1\right)\left(1+3\right)}}{\sqrt{\left(1+3\right)}.\left(c+a\right)}+\dfrac{\sqrt{\left(c^2+1\right)\left(1+3\right)}}{\sqrt{\left(1+3\right)}.\left(a+b\right)}\)

- Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki, ta có:

\(A\ge\dfrac{a.1+1.\sqrt{3}}{2\left(b+c\right)}+\dfrac{b.1+1.\sqrt{3}}{2\left(c+a\right)}+\dfrac{c.1+1.\sqrt{3}}{2\left(a+b\right)}\)

\(=\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{a+\sqrt{3}}{b+c}+\dfrac{b+\sqrt{3}}{c+a}+\dfrac{c+\sqrt{3}}{a+b}\text{​​}\text{​​}\text{​​}\right)\)

\(=\dfrac{1}{2}\left[\left(\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}+\dfrac{c}{a+b}\right)+\sqrt{3}.\left(\dfrac{1}{b+c}+\dfrac{1}{c+a}+\dfrac{1}{a+b}\right)\right]\left(4\right)\)

- Áp dụng bất đẳng thức Caushy-Schwarz dạng Engel, ta có:

\(\dfrac{1}{b+c}+\dfrac{1}{c+a}+\dfrac{1}{a+b}\ge\dfrac{\left(1+1+1\right)^2}{b+c+c+a+a+b}=\dfrac{9}{2\left(a+b+c\right)}\ge\dfrac{9}{2\sqrt{3}}=\dfrac{3\sqrt{3}}{2}\left(5\right)\)- Từ (1), (4) và (5), ta có:

\(A\ge\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{3}{2}+\sqrt{3}.\dfrac{3\sqrt{3}}{2}\right)=3\left(đpcm\right)\)

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


Các câu hỏi tương tự
Lil Shroud
Xem chi tiết
Trần Đức Huy
Xem chi tiết
Hi Mn
Xem chi tiết
S U G A R
Xem chi tiết
Trần Đức Huy
Xem chi tiết
Nguyễn Thị Huyền Diệp
Xem chi tiết
friknob
Xem chi tiết
Dark Illusion
Xem chi tiết
Trần Đức Huy
Xem chi tiết
hiền nguyễn
Xem chi tiết