Violympic toán 9

Văn Thắng Hồ

Cho \(a,b,c\ge0\)\(a^2+b^2+c^2+abc=4\) Chứng minh \(ab+bc+ca\le abc+2\)

Cho a,b>0 thỏa \(8ab-2=3\left(a^4+b^4\right)\). Tính Max P = \(\frac{1}{a^2+1}+\frac{1}{b^2+1}+\frac{ab}{3a^2b^2+1}\)

Nguyễn Việt Lâm
4 tháng 8 2020 lúc 4:29

1.

Ta có: \(4=a^2+b^2+c^2+abc\ge a^2+2bc+abc\)

\(\Leftrightarrow a^2-4+2bc+abc\le0\)

\(\Leftrightarrow\left(a+2\right)\left(a-2\right)+bc\left(a+2\right)\le0\)

\(\Leftrightarrow\left(a+2\right)\left(bc+a-2\right)\le0\)

\(\Leftrightarrow bc+a\le2\) (1)

Theo nguyên lý Dirichlet, trong 3 số a;b;c luôn có 2 số cùng phía so với 1

Giả sử đó là b và c \(\Rightarrow\left(b-1\right)\left(c-1\right)\ge0\Leftrightarrow bc+1\ge b+c\Rightarrow abc+a\ge ab+ac\)

\(\Rightarrow abc\ge ab+ac-a\Rightarrow abc+2\ge ab+ac-a+2\)

Do đó ta chỉ cần chứng minh: \(ab+ac-a+2\ge ab+bc+ca\)

\(\Leftrightarrow a+bc\le2\) (đúng theo (1)) (đpcm)

Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=1\)

Nguyễn Việt Lâm
4 tháng 8 2020 lúc 4:29

2.

\(8ab-2=3\left(a^4+b^4\right)\ge6a^2b^2\Leftrightarrow3a^2b^2-4ab+1\le0\)

\(\Leftrightarrow\frac{1}{3}\le ab\le1\)

Khi đó:

\(\frac{1}{a^2+1}+\frac{1}{b^2+1}-\frac{2}{ab+1}=\frac{\left(a-b\right)^2\left(ab-1\right)}{\left(a^2+1\right)\left(b^2+1\right)\left(ab+1\right)}\le0\)

\(\Rightarrow\frac{1}{a^2+1}+\frac{1}{b^2+1}\le\frac{2}{ab+1}\)

\(\Rightarrow P\le\frac{2}{ab+1}+\frac{ab}{3a^2b^2+1}\)

Đặt \(ab=x\Rightarrow\frac{1}{3}\le x\le1\Rightarrow P\le\frac{2}{x+1}+\frac{x}{3x^2+1}\)

\(P\le\frac{2}{x+1}+\frac{x}{3x^2+1}-\frac{7}{4}+\frac{7}{4}=\frac{-21x^3+7x^2-3x+1}{4\left(x+1\right)\left(3x^2+1\right)}+\frac{7}{4}\)

\(P\le\frac{\left(7x^2+1\right)\left(1-3x\right)}{4\left(x+1\right)\left(3x^2+1\right)}+\frac{7}{4}\le\frac{7}{4}\) ; \(\forall x\ge\frac{1}{3}\)

\(P_{max}=\frac{7}{4}\) khi \(x=\frac{1}{3}\) hay \(a=b=\frac{1}{\sqrt{3}}\)


Các câu hỏi tương tự
bach nhac lam
Xem chi tiết
fghj
Xem chi tiết
Lê Đình Quân
Xem chi tiết
bach nhac lam
Xem chi tiết
bach nhac lam
Xem chi tiết
Văn Thắng Hồ
Xem chi tiết
bach nhac lam
Xem chi tiết
bach nhac lam
Xem chi tiết
Lê Minh Triết
Xem chi tiết