* Bài này sử dụng cách đẳng thức:
\(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca=\frac{1}{2}.\Sigma\left(a-b\right)^2\)
\(27\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)-8\left(a+b+c\right)^3\)
\(=\Sigma\left(-4a-4b-c\right)\left(a-b\right)^2\)
--------------------------------------------------
\(BĐT\Leftrightarrow\frac{8\left(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca\right)}{ab+bc+ca}+\frac{27\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)-8\left(a+b+c\right)^3}{\left(a+b+c\right)^3}\ge0\) (tự hiểu:v)
\(\Leftrightarrow\frac{4.\frac{1}{2}\Sigma\left(a-b\right)^2}{ab+bc+ca}+\frac{\Sigma\left(-4a-4b-c\right)\left(a-b\right)^2}{\left(a+b+c\right)^3}\ge0\)
\(\Leftrightarrow\Sigma\left(a-b\right)^2\left(\frac{2}{ab+bc+ca}-\frac{4a+4b+c}{\left(a+b+c\right)^3}\right)\ge0\)
Ta chỉ cần chứng minh \(\frac{2}{ab+bc+ca}-\frac{4a+4b+c}{\left(a+b+c\right)^3}>0\) (rồi tương tự các biểu thức còn lại phía sau:v)
\(\Leftrightarrow\frac{2\left(a+b+c\right)^3-\left(4a+4b+c\right)\left(ab+bc+ca\right)}{\left(ab+bc+ca\right)\left(a+b+c\right)^3}>0\)
\(\Leftrightarrow\frac{2a^3+2a^2b+2a^2c+2ab^2+3abc+5ac^2+2b^3+2b^2c+5bc^2+2c^3}{\left(ab+bc+ca\right)\left(a+b+c\right)^3}>0\) (luôn đúng với mọi a, b, c > 0)
Như vậy tương tự các biểu thức còn lại phía sau ta có đpcm.
Đẳng thức xảy ra khi a = b = c
Tự nhiên mò cách này khá là hay và ez nữa:)) mong là được gp:D
\(\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)=\left(a+b+c\right)\left(ab+bc+ca\right)-abc\)
(một hằng đẳng thức rất quý giá đấy)
\(=\frac{8}{9}\left(a+b+c\right)\left(ab+bc+ca\right)\)
Do đó \(\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)\ge\frac{8}{9}\left(a+b+c\right)\left(ab+bc+ca\right)\)
Từ đó:
\(LHS\left(VT\right)\ge\frac{8\left(a^2+b^2+c^2\right)}{ab+bc+ca}+\frac{27.\frac{8}{9}\left(a+b+c\right)\left(ab+bc+ca\right)}{\left(a+b+c\right)^3}\)
\(=\frac{8\left(a^2+b^2+c^2\right)}{ab+bc+ca}+\frac{24\left(ab+bc+ca\right)}{\left(a+b+c\right)^2}\)
\(\ge\frac{\frac{8}{3}\left(a+b+c\right)^2}{ab+bc+ca}+\frac{24\left(ab+bc+ca\right)}{\left(a+b+c\right)^2}\)
\(\ge2\sqrt{\frac{\frac{8}{3}\left(a+b+c\right)^2}{ab+bc+ca}.\frac{24\left(ab+bc+ca\right)}{\left(a+b+c\right)^2}}=16=RHS\left(VP\right)\)
Ta có đpcm.
Đẳng thức xảy ra khi a = b = c
Cách khác (trâu bò hơn nhiều:P)
\(\frac{8\left(a^2+b^2+c^2\right)}{ab+bc+ca}+\frac{27\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)}{\left(a+b+c\right)^3}-16\equiv\frac{F\left(a;b;c\right)}{\left(ab+bc+ca\right)\left(a+b+c\right)^3}\)
\(F\left(a;b;c\right)=F\left(x+c;y+c;c\right)\)
\(=162c^3 (x^2-xy+y^2)+3c^2(x+y)(52x^2 -49xy+52y^2)+c(56x^4 + 44x^3 y+30x^2 y^2 +44xy^3+56y^4 ) +(x+y)(8x^4 +11x^2 y^2 +8y^4) \geq 0\)(hiển nhiên đúng với \(c=min\left\{a,b,c\right\}\))
