Violympic toán 9

Bạn chưa đăng nhập. Vui lòng đăng nhập để hỏi bài
Hàn Thiên Băng

Cho x, y, z là các số thực dương thỏa mãn \(xy+yz+xz=1\) . Chứng minh:

\(\frac{1}{1+x^2}+\frac{1}{1+y^2}+\frac{1}{1+z^2}\ge\frac{2}{3}\left(\frac{x}{\sqrt{1+x^2}}+\frac{y}{\sqrt{1+y^2}}+\frac{z}{\sqrt{1+z^2}}\right)^3\)

Akai Haruma
28 tháng 5 2019 lúc 0:23

Lời giải:

Ta có:

\(x^2+1=x^2+xy+yz+xz=(x+y)(x+z)\)

Hoàn toàn tương tự:

\(y^2+1=(y+z)(y+x); z^2+1=(z+x)(z+y)\)

Do đó:

\(\text{VT}=\frac{1}{x^2+1}+\frac{1}{y^2+1}+\frac{1}{z^2+1}=\frac{1}{(x+y)(x+z)}+\frac{1}{(y+z)(y+x)}+\frac{1}{(z+x)(z+y)}=\frac{2(x+y+z)}{(x+y)(y+z)(x+z)}(*)\)

----------------------------------------------------

\(\text{VP}=\frac{2}{3}\left(\frac{x}{\sqrt{x^2+1}}+\frac{y}{\sqrt{y^2+1}}+\frac{z}{\sqrt{z^2+1}}\right)^3=\frac{2}{3}\left(\frac{x}{\sqrt{(x+y)(x+z)}}+\frac{y}{\sqrt{(y+x)(y+z)}}+\frac{z}{\sqrt{(z+x)(z+y)}}\right)^3\)

\(=\frac{2}{3}.\frac{(x\sqrt{y+z}+y\sqrt{x+z}+z\sqrt{x+y})^3}{\sqrt{(x+y)(y+z)(x+z)}^3}(1)\)

Áp dụng BĐT Bunhiacopxky:

\((x\sqrt{y+z}+y\sqrt{x+z}+z\sqrt{x+y})^2\leq (x+y+z)(xy+xz+yx+yz+zx+zy)=2(x+y+z)\)

\(\Rightarrow (x\sqrt{y+z}+y\sqrt{x+z}+z\sqrt{x+y})^3\leq \sqrt{2(x+y+z)}^3(2)\)

\((x+y)(y+z)(x+z)=(x+y+z)(xy+yz+xz)-xyz\geq (x+y+z)(xy+yz+xz)-\frac{(x+y+z)(xy+yz+xz)}{9}\) (AM-GM)

\(=\frac{8}{9}(x+y+z)(xy+yz+xz)=\frac{8}{9}(x+y+z)\)

\(\Rightarrow \sqrt{(x+y)(y+z)(x+z)}^3\geq (x+y)(y+z)(x+z)\sqrt{\frac{8}{9}(x+y+z)}(3)\)

Từ \((1);(2);(3)\Rightarrow \text{VP}\leq \frac{2}{3}.\frac{\sqrt{2(x+y+z)}^3}{(x+y)(y+z)(x+z)\sqrt{\frac{8}{9}(x+y+z)}}=\frac{2(x+y+z)}{(x+y)(y+z)(x+z)}(**)\)

Từ \((*); (**)\Rightarrow \text{VT}\geq \text{VP}\). Ta có đpcm.

Dấu "=" xảy ra khi \(x=y=z=\frac{1}{\sqrt{3}}\)

Nguyễn Huy Thắng
28 tháng 5 2019 lúc 15:00

len mang ma xem giai


Các câu hỏi tương tự
Hoàng Quốc Tuấn
Xem chi tiết
Hoàng Trần Trà My
Xem chi tiết
fghj
Xem chi tiết
Tdq_S.Coups
Xem chi tiết
Tdq_S.Coups
Xem chi tiết
Dương Thanh Ngân
Xem chi tiết
Khởi My
Xem chi tiết
Như Trần
Xem chi tiết
le duc minh vuong
Xem chi tiết