Giả sử: a,b >0 và m,n ∈ Z*
Tìm min của: \(P=ax^m+b\dfrac{1}{x^n}
\) với x>0
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
\(P=a.x^m+b.\frac{1}{x^n}\)
Áp dụng BĐT Co-si cho 2 số dương \(a.x^m\)và \(b.\frac{1}{x^n}\), ta có :
\(a.x^m+b.\frac{1}{x^n}\ge2\sqrt{\frac{ab.x^m}{x^n}}\)
\(\Rightarrow a.x^m+b.\frac{1}{x^n}\ge2\sqrt{ab.x^{m-n}}\)
Vì \(2\sqrt{ab.x^{m-n}}\)Luôn \(\ge0\)\(\Rightarrow\)\(P_{min}=0\Leftrightarrow2\sqrt{ab.x^{m-n}}=0\)
Mà \(a,b>0\Rightarrow x^{m-n}=0\Leftrightarrow m-n=0\Rightarrow m=n\)
Vậy \(P_{min}=0\Leftrightarrow m=n\)
1. Vì x, y, z > 0
\(xy+yz+zx\ge2xyz\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\ge2\)
Suy ra:
\(\dfrac{1}{x}\ge1-\dfrac{1}{y}+1-\dfrac{1}{z}=\dfrac{y-1}{y}+\dfrac{z-1}{z}\ge2\sqrt{\dfrac{\left(y-1\right)\left(z-1\right)}{yz}}\). (1)
Tương tự \(\dfrac{1}{y}\ge2\sqrt{\dfrac{\left(z-1\right)\left(x-1\right)}{zx}}\) (2)
và \(\dfrac{1}{z}\ge2\sqrt{\dfrac{\left(x-1\right)\left(y-1\right)}{xy}}\) (3)
Nhân (1), (2), (3) với nhau theo vế ta được
\(\dfrac{1}{xyz}\ge\dfrac{8\left(x-1\right)\left(y-1\right)\left(z-1\right)}{xyz}\)
\(\Leftrightarrow\left(x-1\right)\left(y-1\right)\left(z-1\right)\le\dfrac{1}{8}\)
Đẳng thức xảy ra \(\Leftrightarrow x=y=z=\dfrac{3}{2}\)
Ta có: \(x+y+z=by+cz+ax+cz+ax+by=2\left(ax+by+cz\right)\)Thay \(z=ax+by\)
\(\Rightarrow x+y+z=2\left(z+cz\right)=2z\left(1+c\right)\)
\(\Rightarrow\dfrac{1}{1+c}=\dfrac{2z}{x+y+z}\)
Tương tự:\(\left\{{}\begin{matrix}\dfrac{1}{1+a}=\dfrac{2x}{x+y+z}\\\dfrac{1}{1+b}=\dfrac{2y}{x+y+z}\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow A=\dfrac{1}{1+a}+\dfrac{1}{1+b}+\dfrac{1}{1+c}=\dfrac{2\left(x+y+z\right)}{x+y+z}=2\)Vậy A=2
Ta có:\(\left\{{}\begin{matrix}x=by+cz\\y=ax+cz\\z=ax+by\end{matrix}\right.\)
\(\Leftrightarrow x+y+z=2\left(ax+by+cz\right)\)
Thay \(x=by+cz\) vào biểu thức ta được:
\(x+y+z=2\left(ax+x\right)=2x\left(a+1\right)\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{1}{1+a}=\dfrac{2x}{2x\left(1+a\right)}=\dfrac{2x}{x+y+z}\)
CMTT và cộng theo vế suy ra A=2
Bài 1:
Vì $x+y+z=1$ nên:
\(Q=\frac{x}{x+\sqrt{x(x+y+z)+yz}}+\frac{y}{y+\sqrt{y(x+y+z)+xz}}+\frac{z}{z+\sqrt{z(x+y+z)+xy}}\)
\(Q=\frac{x}{x+\sqrt{(x+y)(x+z)}}+\frac{y}{y+\sqrt{(y+z)(y+x)}}+\frac{z}{z+\sqrt{(z+x)(z+y)}}\)
Áp dụng BĐT Bunhiacopxky:
\(\sqrt{(x+y)(x+z)}=\sqrt{(x+y)(z+x)}\geq \sqrt{(\sqrt{xz}+\sqrt{xy})^2}=\sqrt{xz}+\sqrt{xy}\)
\(\Rightarrow \frac{x}{x+\sqrt{(x+y)(x+z)}}\leq \frac{x}{x+\sqrt{xy}+\sqrt{xz}}=\frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x}+\sqrt{y}+\sqrt{z}}\)
Hoàn toàn tương tự với các phân thức còn lại và cộng theo vế suy ra:
\(Q\leq \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x}+\sqrt{y}+\sqrt{z}}+ \frac{\sqrt{y}}{\sqrt{x}+\sqrt{y}+\sqrt{z}}+ \frac{\sqrt{z}}{\sqrt{x}+\sqrt{y}+\sqrt{z}}=1\)
Vậy $Q$ max bằng $1$
Dấu bằng xảy ra khi $x=y=z=\frac{1}{3}$
Bài 2:
Vì $x+y+z=1$ nên:
\(\text{VT}=\frac{1-x^2}{x(x+y+z)+yz}+\frac{1-y^2}{y(x+y+z)+xz}+\frac{1-z^2}{z(x+y+z)+xy}\)
\(\text{VT}=\frac{(x+y+z)^2-x^2}{(x+y)(x+z)}+\frac{(x+y+z)^2-y^2}{(y+z)(y+x)}+\frac{(x+y+z)^2-z^2}{(z+x)(z+y)}\)
\(\text{VT}=\frac{(y+z)[(x+y)+(x+z)]}{(x+y)(x+z)}+\frac{(x+z)[(y+z)+(y+x)]}{(y+z)(y+x)}+\frac{(x+y)[(z+x)+(z+y)]}{(z+x)(z+y)}\)
Áp dụng BĐT AM-GM:
\(\text{VT}\geq \frac{2(y+z)\sqrt{(x+y)(x+z)}}{(x+y)(x+z)}+\frac{2(x+z)\sqrt{(y+z)(y+x)}}{(y+z)(y+x)}+\frac{2(x+y)\sqrt{(z+x)(z+y)}}{(z+x)(z+y)}\)
\(\Leftrightarrow \text{VT}\geq 2\underbrace{\left(\frac{y+z}{\sqrt{(x+y)(x+z)}}+\frac{x+z}{\sqrt{(y+z)(y+x)}}+\frac{x+y}{\sqrt{(z+x)(z+y)}}\right)}_{M}\)
Tiếp tục AM-GM cho 3 số trong ngoặc lớn, suy ra \(M\geq 3\)
Do đó: \(\text{VT}\geq 2.3=6\) (đpcm)
Dấu bằng xảy ra khi $3x=3y=3z=1$
Lời giải:
Áp dụng BĐT Cô - si:
\(P=ax^m+\frac{b}{x^n}=\frac{a}{n}x^m+\frac{a}{n}x^m+...+\frac{a}{n}x^m+\frac{b}{mx^n}+...+\frac{b}{mx^n}\)
\(=(m+n)\sqrt[m+n]{(\frac{a}{n})^n.x^{mn}.(\frac{b}{m})^m.\frac{1}{x^{mn}}}\)
\(=(m+n)\sqrt[m+n]{\frac{a^nb^m}{n^n.m^m}}\)