\(\frac{x^2}{y^2}+1+\frac{y^2}{x^2}+1-2\ge\frac{2x}{y}+\frac{2y}{x}-2=\frac{x}{y}+\frac{y}{x}+\left(\frac{x}{y}+\frac{y}{x}\right)-2\ge\frac{x}{y}+\frac{y}{x}+2\sqrt{\frac{xy}{xy}}-2\)

Dấu "=" xảy ra khi \(x=y\)

Bổ xung ĐK : x;y > 0

Cần chứng minh : \(\frac{x}{y}+\frac{y}{x}-2\ge0\Leftrightarrow\frac{x^2+y^2-2xy}{xy}=\frac{\left(x-y\right)^2}{xy}\ge0\)(đúng với x;y>0)

\(\frac{x^2}{y^2}+\frac{y^2}{x^2}\ge\frac{x}{y}+\frac{y}{x}\)

\(\Leftrightarrow\frac{x^2}{y^2}+\frac{y^2}{x^2}+2\ge\frac{x}{y}+\frac{y}{x}+2\)

\(\Leftrightarrow\left(\frac{x}{y}+\frac{y}{x}\right)^2\ge\frac{x}{y}+\frac{y}{x}+2\)

\(\Leftrightarrow\left(\frac{x}{y}+\frac{y}{x}\right)^2-\left(\frac{x}{y}+\frac{y}{x}\right)-2\ge0\)

\(\Leftrightarrow\left(\frac{x}{y}+\frac{y}{x}-2\right)\left(\frac{x}{y}+\frac{y}{x}+1\right)\ge0\)(đúng vì \(\frac{x}{y}+\frac{y}{x}-2\ge0\)theo cmt)

Vậy \(\frac{x^2}{y^2}+\frac{y^2}{x^2}\ge\frac{x}{y}+\frac{y}{x}\)

áp dụng bất đẳng thức AM-GM ta có

x²/y²+1>=2x/y

y²/x²+1>=2y/x                    x/y+y/x>=2(1)

cộng cả hai vế ta có x²/y²+y²/x² + 2>=2x/y+2y/x

kết hợp với (1)=>dpcm

\(\frac{x^2}{y^2}+\frac{y^2}{x^2}+4\ge3\left(\frac{x}{y}+\frac{y}{x}\right)\)

\(\Leftrightarrow\frac{x^4+y^4+4x^2y^2}{x^2y^2}\ge\frac{3x^3y+3y^3x}{x^2y^2}\)

\(\Leftrightarrow x^4+y^4+4x^2y^2-3x^3y-3xy^3\ge0\)

\(\Leftrightarrow x^2\left(x^2-2xy+y^2\right)+y^2\left(x^2-2xy+y^2\right)-x^3y-xy^3+2x^2y^2\ge0\)

\(\Leftrightarrow\left(x^2+y^2\right)\left(x^2-2xy+y^2\right)-xy\left(x^2+y^2-2xy\right)\ge0\Leftrightarrow\left(x^2-xy+y^2\right)\left(x-y\right)^2\ge0\)(đúng)

\(\Rightarrowđpcm."="\Leftrightarrow x=y\)

Bạn có thể sử dụng BĐT thức Cô-si và xét trường hợp dấu bằng xảy ra nhé bạn !

Câu hỏi của Trần Ngọc Tú - Toán lớp 8 - Học toán với OnlineMath

Lời giải:

BĐT đã cho tương đương với:
\((\frac{x}{y}+\frac{y}{x})^2+2-3(\frac{x}{y}+\frac{y}{x})\geq 0\)

\(\Leftrightarrow t^2+2-3t\geq 0\Leftrightarrow (t-1)(t-2)\geq 0(*)\) ( $t=\frac{x}{y}+\frac{y}{x}$)

Ta thấy: \(t=\frac{x}{y}+\frac{y}{x}=\frac{x^2+y^2}{xy}\).

Nếu $xy>0$: \(t=\frac{(x-y)^2}{xy}+2\geq 2\)

\(\Rightarrow (t-1)(t-2)\geq 0\Rightarrow (*)\) đúng

Nếu $xy< 0$: \(t=\frac{(x+y)^2}{xy}-2\leq -2\)

\(\Rightarrow (t-1)(t-2)\geq 0\Rightarrow (*)\) đúng.

Vậy $(*)$ luôn đúng, ta có đpcm.