Xét hiệu VT - VP

\(\dfrac{a+b}{bc+a^2}+\dfrac{b+c}{ab+b^2}+\dfrac{c+a}{ab+c^2}-\dfrac{1}{a}-\dfrac{1}{b}-\dfrac{1}{c}=\dfrac{a^2+ab-bc-a^2}{a\left(bc+a^2\right)}+\dfrac{b^2+bc-ac-b^2}{b\left(ac+b^2\right)}+\dfrac{c^2+ac-ab-c^2}{c\left(ab+c^2\right)}=\dfrac{b\left(a-c\right)}{a\left(bc+a^2\right)}+\dfrac{c\left(b-a\right)}{b\left(ac+b^2\right)}+\dfrac{a\left(c-b\right)}{c\left(ab+c^2\right)}\)

Do a,b,c bình đẳng nên giả sử a\(\ge\)b\(\ge\)c, khi đó \(b\left(a-c\right)\)\(\ge\)0, c(b-a)\(\le\)0, a(c-b)\(\le\)0

\(a^3\ge b^3\ge c^3=>abc+a^3\ge abc+b^3\ge abc+c^3\)=>\(\dfrac{b\left(a-c\right)}{a\left(bc+a^2\right)}\le\dfrac{b\left(a-c\right)}{b\left(ac+b^2\right)}\)

=> VT -VP \(\le\) \(\dfrac{b\left(a-c\right)}{a\left(bc+a^2\right)}+\dfrac{c\left(b-a\right)}{b\left(ac+b^2\right)}+\dfrac{a\left(c-b\right)}{c\left(ab+c^2\right)}=\dfrac{ab-ac}{b\left(ac+b^2\right)}+\dfrac{ac-ab}{c\left(ab+c^2\right)}=\dfrac{a\left(b-c\right)}{b\left(ac+b^2\right)}-\dfrac{a\left(b-c\right)}{c\left(ab+c^2\right)}\)

mà \(\dfrac{1}{b\left(ac+b^2\right)}\le\dfrac{1}{c\left(ab+c^2\right)}\) nên VT-VP <0 đpcm

Ta viết bất đẳng thức đã cho lại thành

\(\sum\left[\dfrac{1}{c}-\dfrac{\left(a+b+2c\right)}{2\left(ab+c^2\right)}\right]\ge\dfrac{\left(a-b\right)\left(b-c\right)\left(c-a\right)\left(a^2+b^2+c^2\right)}{2\prod\left(ab+c^2\right)}\)

\(\Leftrightarrow\sum\dfrac{c\left(a^2+ab+b^2\right)\left(a-b\right)^2}{ab\left(a^2+bc\right)\left(b^2+ca\right)}\ge\dfrac{\left(a-b\right)\left(b-c\right)\left(c-a\right)\left(a^2+b^2+c^2\right)}{\prod\left(ab+c^2\right)}\)

Hay \(S_a\left(b-c\right)^2+S_b\left(c-a\right)^2+S_c\left(a-b\right)^2\ge\dfrac{\left(a-b\right)\left(b-c\right)\left(c-a\right)\left(a^2+b^2+c^2\right)}{\prod\left(ab+c^2\right)}\quad\left(1\right)\)

Vậy $VT\geq 0$ và $S_a+S_b\ge 0;S_b+S_c\ge 0.$ Nếu \(a\ge b\ge c\rightarrow VT\ge0\ge VP,\) ta chỉ xét \(a\le b\le c.\)

\(\left(1\right)\Leftrightarrow\left(S_a+S_b\right)\left(b-c\right)^2+\left(S_b+S_c\right)\left(a-b\right)^2\ge\left[\dfrac{\left(c-a\right)\left(a^2+b^2+c^2\right)}{\prod\left(ab+c^2\right)}-2S_b\right]\left(a-b\right)\left(b-c\right)\)

Đặt \(c=a+x+y,b=a+x\Rightarrow x=b-a;y=c-b\left(x,y\ge0\right)\) thay vào rút gọn các thứ là đpcm.

P/s: Cách này khá trâu nhưng chịu thôi, bài này mình nghĩ khá chặt.

Đặt\(P=\dfrac{a}{1+b^2}+\dfrac{b}{1+c^2}+\dfrac{c}{1+a^2+}+\dfrac{1}{2}\left(ab+bc+ca\right)\) 

Bổ đề: \(\left(a+b+c\right)\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\ge9\) \(\Rightarrow\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\ge\dfrac{9}{a+b+c}\) (1)

Chứng minh bổ đề: \(\left(a+b+c\right)\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\ge9\sqrt[3]{abc.\dfrac{1}{abc}}=9\left(\forall a,b,c\ge0\right)\) 

Kết hợp điều kiện đề bài ta được: \(a+b+c\ge3\)

Ta có: \(\dfrac{ab^2}{1+b^2}\le\dfrac{ab^2}{2\sqrt{b^2}}=\dfrac{ab}{2}\) ( AM-GM cho 2 số không âm 1 và b^2 )

\(\Rightarrow\dfrac{a}{1+b^2}=a-\dfrac{ab^2}{1+b^2}\ge a-\dfrac{ab}{2}\left(1\right)\)

Chứng minh hoàn toàn tương tự: \(\dfrac{b}{1+c^2}\ge b-\dfrac{bc}{2}\left(2\right)\)

\(\dfrac{c}{1+a^2}\ge c-\dfrac{ca}{2}\left(3\right)\)

Cộng (1),(2),(3) vế theo vế thu được: \(P\ge a+b+c=3\)

Dấu "=" xảy ra tại a=b=c=1

Cách giải của

11/Theo BĐT AM-GM,ta có; \(ab.\frac{1}{\left(a+c\right)+\left(b+c\right)}\le\frac{ab}{4}\left(\frac{1}{a+c}+\frac{1}{b+c}\right)\)\(=\frac{1}{4}\left(\frac{ab}{a+c}+\frac{ab}{b+c}\right)\)

Tương tự với hai BĐT kia,cộng theo vế và rút gọn ta được đpcm.

Dấu "=" xảy ra khi a= b=c

Ơ vãi,em đánh thiếu abc dưới mẫu,cô xóa giùm em bài kia ạ!

9/ \(VT=\frac{\Sigma\left(a+2\right)\left(b+2\right)}{\left(a+2\right)\left(b+2\right)\left(c+2\right)}\)

\(=\frac{ab+bc+ca+4\left(a+b+c\right)+12}{\left(ab+bc+ca\right)+4\left(a+b+c\right)+8+abc+\left(ab+bc+ca\right)}\)

\(\le\frac{ab+bc+ca+4\left(a+b+c\right)+12}{\left(ab+bc+ca\right)+4\left(a+b+c\right)+9+3\sqrt[3]{\left(abc\right)^2}}\)

\(=\frac{ab+bc+ca+4\left(a+b+c\right)+12}{ab+bc+ca+4\left(a+b+c\right)+12}=1\left(Q.E.D\right)\)

"=" <=> a = b = c = 1.

Mong là lần này không đánh thiếu (nãy tại cái tội đánh ẩu)

10/Thêm \(\frac{b}{a}-2\) ở mỗi vế ta cần chứng minh:

\(\frac{\left(a-b\right)^2}{ab}+\frac{b}{c}\ge\frac{4a}{a+c}+\frac{b}{a}-2\) (vận dùng đẳng thức \(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}-2=\frac{a^2+b^2-2ab}{ab}=\frac{\left(a-b\right)^2}{ab}\))

\(\Leftrightarrow\frac{c\left(a-b\right)^2+ab^2}{abc}\ge\frac{4a^2+ab+bc-2a\left(a+c\right)}{a\left(a+c\right)}\)

\(\Leftrightarrow\frac{c\left(a-b\right)^2+ab^2}{abc}\ge\frac{2a^2+a\left(b-c\right)+c\left(b-a\right)}{a\left(a+c\right)}\)

\(\Leftrightarrow\frac{\left(c\left(a-b\right)^2+ab^2\right)\left(a+c\right)}{abc\left(a+c\right)}-\frac{\left(2a^2+a\left(b-c\right)+c\left(b-a\right)\right)bc}{abc\left(a+c\right)}\ge0\)

Em làm tắt tiếp:v

\(\Leftrightarrow\frac{a\left(ac^2+b^2c+ca^2+ab^2-4abc\right)}{abc\left(a+c\right)}\ge0\)\(\Leftrightarrow\frac{\left(ac^2+b^2c+ca^2+ab^2-4abc\right)}{bc\left(a+c\right)}\ge0\)

Áp dụng BĐT AM-GM ta được: \(VT\ge\frac{4\sqrt[4]{\left(abc\right)^4}-4abc}{bc\left(a+c\right)}=\frac{0}{bc\left(a+c\right)}=0\)

Ta có Q.E.D. 

P/s: Đúng không ta? Mà sao có người tk sai nhỉ?

BĐT cần chứng minh tương đương với:

\(\left(\dfrac{a}{b^2}-\dfrac{2}{b}+\dfrac{1}{a}\right)+\left(\dfrac{b}{a^2}-\dfrac{2}{a}+\dfrac{1}{b}\right)\ge4\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}\right)-\dfrac{16}{a+b}\)

\(\Leftrightarrow\left(a+b\right)\left(\dfrac{1}{a}-\dfrac{1}{b}\right)^2\ge\dfrac{4\left(a-b\right)^2}{ab\left(a+b\right)}\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{\left(a+b\right)\left(a-b\right)^2}{a^2b^2}\ge\dfrac{4\left(a-b\right)^2}{ab\left(a+b\right)}\).

\(\Leftrightarrow\left(a-b\right)^2\left[\dfrac{a+b}{a^2b^2}-\dfrac{4}{ab\left(a+b\right)}\right]\ge0\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{\left(a-b\right)^4}{a^2b^2\left(a+b\right)}\ge0\) (luôn đúng).

`a/b^2+b/a^2+16/(a+b)>=5(1/a+1/b)`

`<=>a/b^2-1/b+b^2-1/a+4(4/(a+b)-1/a-1/b)=0`

`<=>(a-b)/b^2+(b-a)/a^2+4((4ab-(a+b)^2)/(ab(a+b)))>=0`

`<=>(a^2(a-b)-b^2(a-b))/(a^2b^2)-(4(a-b)^2)/(ab(a+b))>=0`

`<=>(a-b)^2[(a+b)^2-4ab]>=0`

`<=>(a-b)^2(a^2-2ab+b^2)>=0`

`<=>(a-b)^2(a-b)^2>=0`

`<=>(a-b)^4>=0` luôn đúng.

Dấu "=" xảy ra khi `a=b`

Ta có \(-\dfrac{4ab^2}{4b^2+1}\ge-\dfrac{4ab^2}{2\sqrt{4b^2}}=\dfrac{4ab^2}{4b}=ab\)

\(-\dfrac{4a^2b}{4a^2+1}\ge-\dfrac{4a^2b}{2\sqrt{4a^2}}=\dfrac{4a^2b}{4a}=ab\)

Mà \(\dfrac{a}{4b^2+1}+\dfrac{b}{4a^2+1}=\dfrac{a\left(4b^2+1\right)}{4b^2+1}-\dfrac{4ab^2}{4b^2+1}+\dfrac{b\left(4a^2+1\right)}{4a^2+1}-\dfrac{4ab^2}{4a^2+1}\ge a-ab+b-ab=4ab-2ab=2ab\)

Mà \(a+b=4ab\Rightarrow\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}=4\ge\dfrac{2}{2\sqrt{ab}}\Rightarrow4\sqrt{ab}\ge2\Rightarrow ab\ge\dfrac{1}{4}\)

\(\Rightarrow2ab\ge\dfrac{1}{2}\Rightarrow\dfrac{a}{4b^2+1}+\dfrac{b}{4a^2+1}\ge\dfrac{1}{2}\)

Dấu "=" \(\Leftrightarrow a=b=\dfrac{1}{2}\)

Lời giải:

ĐK $\Rightarrow \frac{1}{a}+\frac{1}{b}=4$

Đặt $\frac{1}{x}=a; \frac{1}{y}=b$ thì bài toán trở thành:

Cho $a,b>0$ thỏa mãn $a+b=4$. CMR:

$P=\frac{x^2}{y(x^2+4)}+\frac{y^2}{x(y^2+4)}\geq \frac{1}{2}$

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

Áp dụng BĐT AM-GM:

$\frac{x^2}{y(x^2+4)}+\frac{y(x^2+4)}{64}\geq \frac{x}{4}$

$\frac{y^2}{x(y^2+4)}+\frac{x(y^2+4)}{64}\geq \frac{y}{4}$

Cộng theo vế và rút gọn:

$P\geq \frac{3(x+y)-xy}{16}=\frac{12-xy}{16}$

Mà $xy\leq \frac{(x+y)^2}{4}=4$

$\Rightarrow P\geq \frac{12-4}{16}=\frac{1}{2}$

Ta có đpcm.

Áp dụng BĐT cosi:

\(\left(a+\dfrac{1}{a}\right)\left(b+\dfrac{1}{b}\right)4=ab+\dfrac{a}{b}+\dfrac{b}{a}+\dfrac{1}{ab}\\ \ge ab+\dfrac{1}{ab}+2\sqrt{\dfrac{a}{b}\cdot\dfrac{b}{a}}=ab+\dfrac{1}{ab}+2\)

Áp dụng tiếp BĐT cosi:

\(ab+\dfrac{1}{ab}=\left(16ab+\dfrac{1}{ab}\right)-15ab\\ \ge2\sqrt{\dfrac{16ab}{ab}}-15ab=8-15ab\\ \ge8-15\cdot\dfrac{a+b}{4}=8-15\cdot\dfrac{1}{4}=\dfrac{17}{4}\)

\(\Leftrightarrow ab+\dfrac{a}{b}+\dfrac{b}{a}+\dfrac{1}{ab}\ge\dfrac{17}{4}+2=\dfrac{25}{4}\)

Dấu \("="\Leftrightarrow a=b=\dfrac{1}{2}\)