Question

với \(a,b,c\) là các số thực dương thỏa mãn  \(a^2+b^2+c^2=3\),CMR
\(\dfrac{a^2}{a+b^2}+\dfrac{b^2}{b+c^2}+\dfrac{c^2}{c+a^2}\ge\dfrac{a+b+c}{2}\)

Answer 1

Lời giải:
$\text{VT}=\sum \frac{a^2}{a+b^2}=\sum (a-\frac{ab^2}{a+b^2})$

$=\sum a-\sum \frac{ab^2}{a+b^2}$

$\geq \sum a-\sum \frac{ab^2}{2b\sqrt{a}}$ (theo BĐT AM-GM)

$=\sum a-\frac{1}{2}\sum \sqrt{ab^2}$

$\geq \sum a-\frac{1}{2}\sum \frac{ab+b}{2}$ (AM-GM)

$=\frac{3}{4}\sum a-\frac{1}{4}\sum ab$

Giờ ta chỉ cần cm $\sum a\geq \sum ab$ là bài toán được giải quyết

Thật vậy:
Đặt $\sum ab=t$ thì hiển nhiên $0< t\leq 3$ theo BĐT AM-GM

$(\sum a)^2-(\sum ab)^2=3+2t-t^2=(3-t)(t+1)\geq 0$ với mọi $0< t\leq 3$

$\Rightarrow \sum a\geq \sum ab$

Vậy ta có đcpcm.

Dấu "=" xảy ra khi $a=b=c$