Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
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
\(\frac{x^2}{y^2}+\frac{y^2}{x^2}+4\ge3\left(\frac{x}{y}+\frac{y}{x}\right)\)
\(\Leftrightarrow\frac{x^4+y^4+4x^2y^2}{x^2y^2}\ge\frac{3x^3y+3y^3x}{x^2y^2}\)
\(\Leftrightarrow x^4+y^4+4x^2y^2-3x^3y-3xy^3\ge0\)
\(\Leftrightarrow x^2\left(x^2-2xy+y^2\right)+y^2\left(x^2-2xy+y^2\right)-x^3y-xy^3+2x^2y^2\ge0\)
\(\Leftrightarrow\left(x^2+y^2\right)\left(x^2-2xy+y^2\right)-xy\left(x^2+y^2-2xy\right)\ge0\Leftrightarrow\left(x^2-xy+y^2\right)\left(x-y\right)^2\ge0\)(đúng)
\(\Rightarrowđpcm."="\Leftrightarrow x=y\)
Ta có
\(x+y+z+\frac{x^2}{y+z}+\frac{y^2}{z+x}+\frac{z^2}{y+x}=x+y+z\)
=> \(x+\frac{x^2}{y+z}+y+\frac{y^2}{z+x}+z+\frac{z^2}{y+x}=x+y+z\)
=> \(\frac{x\left(x+y+z\right)}{y+z}+\frac{y\left(x+y+z\right)}{z+x}+\frac{z\left(x+y+z\right)}{y+x}=x+y+z\)
=> \(\frac{x}{y+z}+\frac{y}{z+x}+\frac{z}{y+x}=1\)
\(\left(\frac{1}{x}-\frac{1}{y}-\frac{1}{z}\right)^2=1\Rightarrow\frac{1}{x^2}+\frac{1}{y^2}+\frac{1}{z^2}-\frac{2}{xy}+\frac{2}{yz}-\frac{2}{xz}=1\)
\(\Rightarrow\frac{1}{x^2}+\frac{1}{y^2}+\frac{1}{z^2}=1+\frac{2}{xy}-\frac{2}{yz}+\frac{2}{xz}\)
\(\Rightarrow\frac{1}{x^2}+\frac{1}{y^2}+\frac{1}{z^2}=1+\frac{2z-2x+2y}{xyz}\)
\(\Rightarrow\frac{1}{x^2}+\frac{1}{y^2}+\frac{1}{z^2}=1+\frac{2z-2\left(y+z\right)+2y}{xyz}\)
\(\Rightarrow\frac{1}{x^2}+\frac{1}{y^2}+\frac{1}{z^2}=1+0=1\)
Từ \(\frac{x}{y-z}+\frac{y}{z-x}+\frac{z}{x-y}=0\Rightarrow\frac{x}{y-z}=-\frac{y}{z-x}-\frac{z}{x-y}\)
\(\Rightarrow\frac{x}{y-z}=\frac{y}{x-z}+\frac{z}{y-x}\)
\(\Leftrightarrow\frac{x}{y-z}=\frac{y\left(y-x\right)+z\left(x-z\right)}{\left(x-z\right)\left(y-x\right)}\)
\(\Leftrightarrow\frac{x}{y-z}=\frac{y^2-xy+zx-z^2}{\left(x-z\right)\left(y-x\right)}\)
\(\Leftrightarrow\frac{x}{\left(y-z\right)^2}=\frac{y^2-xy+zx-z^2}{\left(x-z\right)\left(y-x\right)\left(y-z\right)}\)
C/m tương tự đc \(\frac{y}{\left(z-x\right)^2}=\frac{z^2-yz+xy-x^2}{\left(x-z\right)\left(y-z\right)\left(y-z\right)}\)
\(\frac{z}{\left(x-y\right)^2}=\frac{x^2-xz+zy-y^2}{\left(x-z\right)\left(y-x\right)\left(y-z\right)}\)
Khi đó \(Q=\frac{y^2-xy+xz-z^2+z^2-yz+xy-x^2+x^2-xz+yz-y^2}{\left(x-z\right)\left(y-x\right)\left(y-z\right)}=0\)
Vậy Q=0
Ta có : \(\frac{x}{y^3-1}-\frac{y}{x^3-1}=\frac{x\left(x^3-1\right)-y\left(y^3-1\right)}{\left(x^3-1\right)\left(y^3-1\right)}\)
\(=\frac{x^4-x-y^4+y}{\left(x^3-1\right)\left(y^3-1\right)}\)
\(=\frac{\left(x^2-y^2\right)\left(x^2+y^2\right)-\left(x-y\right)}{x^3y^3-y^3-x^3+1}\)
\(=\frac{\left(x-y\right)\left(x+y\right)\left(x^2+y^2\right)-\left(x-y\right)}{x^3y^3-\left(x+y\right)\left(x^2-xy+y^2\right)+1}\)
\(=\frac{\left(x-y\right)\left(x^2+y^2-1\right)}{x^3y^3-x^2+xy-y^2+\left(x+y\right)^2}\)
\(=\frac{\left(x-y\right)\left[x^2+y^2-\left(x+y\right)^2\right]}{x^3y^3+3xy}\)
\(=\frac{\left(x-y\right).\left(-2xy\right)}{xy\left(x^2y^2+3\right)}=\frac{-2\left(x-y\right)}{x^2y^2+3}\)
\(\Rightarrow\frac{x}{y^3-1}-\frac{y}{x^3-1}+\frac{2\left(x-y\right)}{x^2y^2+3}=0\) ( đpcm )
Kết hợp với giả thiết nêu ra ở đề bài, ta có vài biến đổi sau:
\(\frac{x}{y^3-1}=\frac{x}{\left(y-1\right)\left(y^2+y+1\right)}=\frac{x}{\left[y-\left(x+y\right)\right]\left(y^2+y+1\right)}=-\frac{1}{y^2+y+1}\) \(\left(1\right)\)
\(\frac{y}{x^3-1}=\frac{y}{\left(x-1\right)\left(x^2+x+1\right)}=\frac{y}{\left[x-\left(x+y\right)\right]\left(x^2+x+1\right)}=-\frac{1}{x^2+x+1}\) \(\left(2\right)\)
Mặt khác, ta lại có: \(\left(x^2+x+1\right)\left(y^2+y+1\right)=x^2y^2+xy^2+y^2+x^2y+xy+y+x^2+x+1\)
\(=x^2y^2+\left[x^2+xy\left(x+y\right)+xy+y^2\right]+\left(x+y\right)+1=x^2y^2+\left(x+y\right)^2+2=x^2y^2+3\)
Khi đó, trừ đẳng thức \(\left(1\right)\) cho đẳng thức \(\left(2\right)\) vế theo vế, ta được:
\(\frac{x}{y^3-1}-\frac{y}{x^3-1}=\frac{1}{x^2+x+1}-\frac{1}{y^2+y+1}=\frac{\left(y-x\right)\left(x+y+1\right)}{\left(x^2+x+1\right)\left(y^2+y+1\right)}=\frac{-2\left(x-y\right)}{x^2y^2+3}\)
Vậy, \(\frac{x}{y^3-1}-\frac{y}{x^3-1}+\frac{2\left(x-y\right)}{x^2y^2+3}=-\frac{2\left(x-y\right)}{x^2y^2+3}+\frac{2\left(x-y\right)}{x^2y^2+3}=0\)
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.