Tìm max Q= \(\frac{a}{1+a}+\frac{b}{1+b}+\frac{c}{1+c}\)với a,b,c >0 và a+b+c=1
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đặt A là biểu thức cần CM
ví dụ Từ ĐK a + b + c = 3 => a² + b² + c² ≥ 3 ( Tự chứng minh )
Áp dụng BĐT quen thuộc x² + y² ≥ 2xy
a^4 + b² ≥ 2a²b (1)
b^4 + c² ≥ 2b²c (2)
c^4 + a² ≥ 2c²a (3)
Ta có \(\frac{1}{a+b+1}=\left(1-\frac{1}{b+c+1}\right)+\left(1-\frac{1}{a+c+1}\right)=\frac{b+c}{b+c+1}+\frac{a+c}{a+c+1}\)
\(\ge2\sqrt{\frac{\left(b+c\right)\left(a+c\right)}{\left(b+c+1\right)\left(a+c+1\right)}}\)
Tương tự \(\frac{1}{b+c+1}\ge2\sqrt{\frac{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}{\left(a+b+1\right)\left(a+c+1\right)}}\)
\(\frac{1}{a+c+1}\ge2\sqrt{\frac{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}{\left(a+b+1\right)\left(b+c+1\right)}}\)
Nhân 3 bđt trên ta có:
\(\frac{1}{\left(a+b+1\right)\left(b+c+1\right)\left(a+c+1\right)}\ge\frac{8\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(a+c\right)}{\left(a+b+1\right)\left(b+c+1\right)\left(a+c+1\right)}\)
=> \(\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(a+c\right)\le\frac{1}{8}\)
MaxA=1/8 khi a=b=c=1/4
Ta có \(x^3+y^3=\left(x+y\right)\left(x^2-xy+y^2\right)\ge xy\left(x+y\right)\)
Áp dụng ta có
\(a+b\ge\sqrt[3]{ab}\left(\sqrt[3]{a}+\sqrt[3]{b}\right)\)
=> \(a+b+1\ge\sqrt[3]{ab}\left(\sqrt[3]{a}+\sqrt[3]{b}+\sqrt[3]{c}\right)\)
Khi đó
\(A\le\frac{\sqrt[3]{a}+\sqrt[3]{b}+\sqrt[3]{c}}{\sqrt[3]{abc}\left(\sqrt[3]{a}+\sqrt[3]{b}+\sqrt[3]{c}\right)}=1\)
MaxA=1
Dấu bằng xảy ra khi a=b=c=1
Để ý: \(ab+bc+ca=\frac{\left[\left(a+b+c\right)^2-\left(a^2+b^2+c^2\right)\right]}{2}\).
Do đó đặt \(a^2+b^2+c^2=x>0;a+b+c=y>0\). Bài toán được viết lại thành:
Cho \(y^2+5x=24\), tìm max:
\(P=\frac{x}{y}+\frac{y^2-x}{2}=\frac{5x}{5y}+\frac{y^2-x}{2}\)
\(=\frac{24-y^2}{5y}+\frac{y^2-\frac{24-y^2}{5}}{2}\)
\(=\frac{24-y^2}{5y}+\frac{3\left(y^2-4\right)}{5}\)\(=\frac{3y^3-y^2-12y+24}{5y}\)
Đặt \(y=t\). Dễ thấy \(12=3\left(a^2+b^2+c^2\right)+\left(ab+bc+ca\right)=3t^2-5\left(ab+bc+ca\right)\)
Và dễ dàng chứng minh \(ab+bc+ca\le3\)
Suy ra \(3t^2=12+5\left(ab+bc+ca\right)\le27\Rightarrow t\le3\). Mặt khác do a, b, c>0 do đó \(0< t\le3\).
Ta cần tìm Max P với \(P=\frac{3t^3-t^2-12t+24}{5t}\)và \(0< t\le3\)
Ta thấy khi t tăng thì P tăng. Do đó P đạt giá trị lớn nhất khi t lớn nhất.
Khi đó P = 3. Vậy...
Từ đề bài \(\Rightarrow\frac{1}{1+a}=1-\frac{1}{1+b}+1-\frac{1}{1+c}=\frac{b}{1+b}+\frac{c}{1+c}\ge2\sqrt{\frac{bc}{\left(1+b\right)\left(1+c\right)}}\) (AM-GM)
Tương tự \(\hept{\begin{cases}\frac{1}{1+b}\ge2\sqrt{\frac{ac}{\left(a+1\right)\left(c+1\right)}}\\\frac{1}{1+c}\ge2\sqrt{\frac{ab}{\left(a+1\right)\left(b+1\right)}}\end{cases}}\)
Nhân các vế tương ứng của các bđt vừa cm đc ta có :
\(\frac{1}{\left(1+a\right)\left(1+b\right)\left(1+c\right)}\ge\frac{8abc}{\left(1+a\right)\left(1+b\right)\left(1+c\right)}\)\(\Rightarrow abc\le\frac{1}{8}\)
Dấu "=" xảy ra \(\Leftrightarrow a=b=c=\frac{1}{2}\)
Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz ta có:
\(\frac{a}{a+1}=\frac{a}{a+b+a+c}\le\frac{1}{4}\left(\frac{a}{a+b}+\frac{a}{a+c}\right)\)
Tương tự cho 2 BĐT còn lại cũng có:
\(\frac{b}{b+1}\le\frac{1}{4}\left(\frac{b}{b+c}+\frac{b}{a+b}\right);\frac{c}{c+1}\le\frac{1}{4}\left(\frac{c}{a+c}+\frac{c}{b+c}\right)\)
Cộng theo vế 3 BĐT trên ta có:
\(Q\le\frac{1}{4}\left(\frac{a+b}{a+b}+\frac{b+c}{b+c}+\frac{c+a}{c+a}\right)=\frac{1}{4}\)
Khi \(a=b=c=\frac{1}{3}\)
Bn áp dụng tính chất của dãy tỉ số bằng nhau vào Q rồi bn tính được lần lượt các số a,b,c
=>ta tính được Q