Cho a+b+c=0
CM: a^4+b^4+c^4=2(ab+bc+ca)^2
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Ta có: (ab + bc + ca)2 = a2b2 + b2c2 + c2a2 + 2abc(a + b + c)
= a2b2 + b2c2 + c2a2 vì a + b + c = 0
Mặt khác; từ (a+b+c)2 = 0; có:
a2 + b2 + c2 = -2(ab+bc+ca)
=> (a2 + b2 + c2)2 = 4(ab + bc + ca)2
=> a4 + b4 + c4 = 2(a2b2 + b2c2 + c2a2) = 4[a2b2 + b2c2 + c2a2 + 2abc(a+b+c)]
=> a4 + b4 + c4 = 2(a2b2 + b2c2 + c2a2) (1)
Mặt khác: (ab+bc+ca)2 = a2b2 + b2c2 + c2a2 + 2abc(a+b+c)
= a2b2 + b2c2 + c2a2 (2)
Từ (1) và (2)
=> a4 + b4 + c4 = 2(ab + bc + ca)2
Có \(\dfrac{1}{4-\sqrt{ab}}\le\dfrac{1}{4-\dfrac{\sqrt{2\left(a^2+b^2\right)}}{2}}=\dfrac{2}{8-\sqrt{2\left(a^2+b^2\right)}}\)
Tương tự: \(\dfrac{1}{4-\sqrt{bc}}\le\dfrac{2}{8-\sqrt{2\left(b^2+c^2\right)}}\), \(\dfrac{1}{4-\sqrt{ca}}\le\dfrac{2}{8-\sqrt{2\left(a^2+c^2\right)}}\)
Đặt \(\left(a^2+b^2;b^2+c^2;c^2+a^2\right)=\left(x;y;z\right)\)
Khi đó \(\left\{{}\begin{matrix}x+y+z=6\\z,y,z>0\end{matrix}\right.\) (1)
Đặt VT của bđt là A
Có \(A=\dfrac{1}{4-\sqrt{ab}}+\dfrac{1}{4-\sqrt{bc}}+\dfrac{1}{4-\sqrt{ca}}\le\dfrac{2}{8-\sqrt{2x}}+\dfrac{2}{8-\sqrt{2y}}+\dfrac{2}{8-\sqrt{2z}}\)
Ta cm bđt phụ: \(\dfrac{2}{8-\sqrt{2x}}\le\dfrac{1}{36}\left(x-2\right)+\dfrac{1}{3}\)
Thật vậy bđt trên tương đương \(\dfrac{6}{3\left(8-\sqrt{2x}\right)}-\dfrac{8-\sqrt{2x}}{3\left(8-\sqrt{2x}\right)}-\dfrac{1}{36}\left(x-2\right)\le0\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{\sqrt{2}\left(\sqrt{x}-\sqrt{2}\right)}{3\left(8-\sqrt{2x}\right)}-\dfrac{\left(\sqrt{x}-\sqrt{2}\right)\left(\sqrt{x}+\sqrt{2}\right)}{36}\le0\)
\(\Leftrightarrow\left(\sqrt{x}-\sqrt{2}\right)\left[\dfrac{\sqrt{2}.12}{36\left(8-\sqrt{2x}\right)}-\dfrac{\left(\sqrt{x}+\sqrt{2}\right)\left(8-\sqrt{2x}\right)}{36\left(8-\sqrt{2x}\right)}\right]\le0\)
\(\Leftrightarrow\left(\sqrt{x}-\sqrt{2}\right)^2.\dfrac{\left(\sqrt{x}-2\sqrt{2}\right)}{36\left(8-\sqrt{2x}\right)}\le0\) (*)
Từ (1) ta có \(x\in\left(0;6\right)\) nên bđt phụ trên luôn đúng
Tương tự ta cũng có \(\dfrac{2}{8-\sqrt{2y}}\le\dfrac{1}{36}\left(y-2\right)+\dfrac{1}{3}\) , \(\dfrac{2}{8-\sqrt{2z}}\le\dfrac{1}{36}\left(z-2\right)+\dfrac{1}{3}\)
Từ đó => \(A\le\dfrac{1}{36}\left(x+y+z-6\right)+1=\dfrac{1}{36}\left(6-6\right)+1=1\) (đpcm)
Dấu = xảy ra <=> x=y=z=2 <=> a=b=c=1
Bài 2:
a+b+c+d=0
nên b+c=-(a+d)
\(a^3+b^3+c^3+d^3\)
\(=\left(a+d\right)^3-3ad\left(a+d\right)+\left(b+c\right)^3-3bc\left(b+c\right)\)
\(=-\left(b+c\right)^3+3ad\left(b+c\right)+\left(b+c\right)^3-3bc\left(b+c\right)\)
\(=3ad\left(b+c\right)-3bc\left(b+c\right)\)
\(=\left(b+c\right)\left(3ad-3bc\right)\)
\(=3\left(b+c\right)\left(ad-bc\right)\)
Câu hỏi của Khoa Nguyễn Đăng - Toán lớp 8 - Học toán với OnlineMath
Lời giải:
$a^4+b^4+c^4=(a^2+b^2+c^2)^2-2(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2)$
$=[(a+b+c)-2(ab+bc+ac)]^2-2(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2)$
$=[-2(ab+bc+ac)]^2-2(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2)$
$=4(ab+bc+ac)^2-2[(ab+bc+ac)^2-2abc(a+b+c)]$
$=4(ab+bc+ac)^2-2[(ab+bc+ac)^2]=2(ab+bc+ac)^2$
Ta có đpcm.
Ta có: \(a+b+c=0\)
\(\Rightarrow2abc\left(a+b+c\right)=0\)
\(\Rightarrow2a^2bc+2ab^2c+2abc^2=0\)
Ta lại có:
\(a^4+b^4+c^4=2\left(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2\right)^2\)
\(\Rightarrow a^4+b^4+c^4=2a^2b^2+2b^2c^2+2c^2a^2+4a^2bc+4ab^2c+4abc^2\)
\(\Rightarrow a^4+b^4+c^4=2\left(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2+a^2bc+ab^2c+abc^2\right)\)
\(\Rightarrow a^4+b^4+c^4=2\left(ab+bc+ca\right)^2\left(đpcm\right)\)
(Nhớ k cho mình với nhoa!)