Question

Cho các số thực không âm x,y thỏa mãn x+y=2

Chứng minh rằng:   2 \(\le\sqrt{x^2+y^2}+\sqrt{xy}\le\sqrt{6}\)

Answer 1

\(x+y=2\Rightarrow y=2-x\)

\(A=\sqrt{x^2+\left(2-x\right)^2}+\sqrt{x\left(2-x\right)}=\sqrt{2x^2-4x+4}+\sqrt{-x^2+2x}\)

\(A^2=x^2-2x+4+2\sqrt{2x^2-4x+4}.\sqrt{-x^2+2x}\)

\(+A\ge2\Leftrightarrow A^2\ge4\Leftrightarrow x^2-2x+4+2\sqrt{-2x^4+8x^3-12x^2+8x}\ge4\)

\(\Leftrightarrow2\sqrt{-2x^4+8x^3-12x^2+8x}\ge x\left(2-x\right)\)

\(\Leftrightarrow4\left(-2x^4+8x^3-12x^2+8x\right)\ge x^2\left(2-x\right)^2\text{ }\left(do\text{ }x\left(2-x\right)\ge0\right)\)

\(\Leftrightarrow x\left(2-x\right)\left(9x^2-18x+16\right)\ge0\)

Bất đẳng thức trên đúng vì :

\(x\ge0;\text{ }2-x=y\ge0;\text{ }9x^2-18x+16=9\left(x-1\right)^2+7>0\)

Vậy \(A\ge2\)

Tương tự, ta có thể chứng minh \(A\le\sqrt{6}\)

Answer 2

Cách khác: \(x+y=2\Rightarrow x^2+y^2+2xy=4\Rightarrow x^2+y^2=4-2xy\)

Đặt \(t=\sqrt{xy};t\ge0;\text{ }t\le\frac{x+y}{2}=1\)

\(\sqrt{x^2+y^2}+\sqrt{xy}=\sqrt{4-2t^2}+t\)

\(+\sqrt{4-2t^2}+t\ge2\Leftrightarrow\sqrt{4-2t^2}\ge2-t\)

\(\Leftrightarrow4-2t^2\ge t^2-4t+4\text{ }\left(do\text{ }2-t>0\right)\)

\(\Leftrightarrow3t^2-4t\le0\Leftrightarrow t\left(3t-4\right)\le0\)

BĐT trên đúng đo \(t\ge0;\text{ }3t-4\le3.1-4=-1<0\)

Vậy \(\sqrt{4-2t^2}+t\ge2\)

Làm tương tự với vế còn lại.

Answer 3

 

$x+y=2\Rightarrow {}^{}+{}^{}+2xy=4\Rightarrow {}^{}+{}^{}=4-2xy$

Đặt $t=\sqrt{xy};t\ge 0;t\le \frac{x+y}{2}=1$

$\sqrt{{}^{}+{}^{}}+\sqrt{xy}=\sqrt{4-2{}^{}}+t$

$+\sqrt{4-2{}^{}}+t\ge 2\iff \sqrt{4-2{}^{}}\ge 2-t$