cho 3 số a,b,c > 0 . chứng minh rằng \(\frac{1}{a^3+b^3+abc}+\frac{1}{b^3+c^3+abc}+\frac{1}{c^3+a^3+abc}\le\frac{1}{abc}\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Ta có: \(\left(a-b\right)^2\left(a+b\right)\ge0\Rightarrow a^3+b^3\ge a^2b+ab^2\)
\(\Rightarrow a^3+b^3+abc\ge a^2b+ab^2+abc=ab\left(a+b+c\right)\)
\(\Rightarrow\frac{1}{a^3+b^3+abc}\le\frac{1}{ab\left(a+b+c\right)}\)
Chứng minh tương tự rồi cộng vế với vế ta được:
\(\frac{1}{a^3+b^3+abc}+\frac{1}{b^3+c^3+abc}+\frac{1}{c^3+a^3+abc}\le\frac{1}{a+b+c}\left(\frac{1}{ab}+\frac{1}{ac}+\frac{1}{bc}\right)\)
\(\Rightarrow\frac{1}{a^3+b^3+abc}+\frac{1}{b^3+c^3+abc}+\frac{1}{c^3+a^3+abc}\le\frac{1}{a+b+c}.\frac{a+b+c}{abc}=\frac{1}{abc}\)
Ta có đpcm
Dấu "=" xảy ra khi a=b=c
Áp dụng bđt Cauchy cho 2 số không âm :
\(x^2+\frac{1}{x}\ge2\sqrt[2]{\frac{x^2}{x}}=2.\sqrt{x}\)
\(y^2+\frac{1}{y}\ge2\sqrt[2]{\frac{y^2}{y}}=2.\sqrt{y}\)
Cộng vế với vế ta được :
\(x^2+y^2+\frac{1}{x}+\frac{1}{y}\ge2.\sqrt{x}+2.\sqrt{y}=2\left(\sqrt{x}+\sqrt{y}\right)\)
Vậy ta có điều phải chứng mình
Ta đi chứng minh:\(a^3+b^3\ge ab\left(a+b\right)\)
\(\Leftrightarrow\left(a-b\right)^2\left(a+b\right)\ge0\)* đúng *
Khi đó:
\(\frac{1}{a^3+b^3+abc}\le\frac{1}{ab\left(a+b\right)+abc}=\frac{1}{ab\left(a+b+c\right)}=\frac{c}{abc\left(a+b+c\right)}\)
Tương tự:
\(\frac{1}{b^3+c^3+abc}\le\frac{a}{abc\left(a+b+c\right)};\frac{1}{c^3+a^3+abc}\le\frac{b}{abc\left(a+b+c\right)}\)
\(\Rightarrow LHS\le\frac{a+b+c}{abc\left(a+b+c\right)}=\frac{1}{abc}\)
C/m: BDT: \(a^3+b^3+abc\ge ab\left(a+b+c\right)\) (1)
That vay ta co:
\(a^3+b^3+abc-ab\left(a+b+c\right)=\left(a+b\right)\left(a-b\right)^2\ge0\) (luon dung)
Tuong tu ta co: \(b^3+c^3+abc\ge bc\left(a+b+c\right)\) (2)
\(c^3+a^3+abc\ge ca\left(a+b+c\right)\) (3)
Tu (1), (2), (3) suy ra:
\(\frac{1}{a^3+b^3+abc}+\frac{1}{b^3+c^3+abc}+\frac{1}{c^3+a^3+abc}\le\frac{1}{ab\left(a+b+c\right)}+\frac{1}{bc\left(a+b+c\right)}+\frac{1}{ca\left(a+b+c\right)}\)
\(=\frac{a+b+c}{abc\left(a+b+c\right)}=\frac{1}{abc}\) (dpcm)
1/ \(x^2+1\ge2x;x^2+y^2\ge2xy\Rightarrow\left(x^2+1\right)\left(x^2+y^2\right)\ge4x^2y\)
Dấu = xảy ra <=> x=1 và x=y <=> x=y=1
2/ \(a^3+b^3=\left(a+b\right)\left(a^2-ab+b^2\right)=\left(a+b\right)\left[\left(a-b\right)^2+ab\right]\ge\left(a+b\right)\left(ab+0\right)=ab\left(a+b\right)\)
\(\frac{1}{a^3+b^3+abc}\le\frac{1}{ab\left(a+b\right)+abc}=\frac{1}{ab\left(a+b+c\right)}=\frac{c}{abc\left(a+b+c\right)}\)
chứng minh tương tự rồi cộng 2 cái kia vào rút gọn sẽ ra nhé bạn
Ta có:
\(\frac{1}{a^3+b^3+abc}+\frac{1}{b^3+c^3+abc}+\frac{1}{c^3+a^3+abc}\le\frac{1}{abc}\)
\(\Leftrightarrow\frac{abc}{a^3+b^3+abc}+\frac{abc}{b^3+c^3+abc}+\frac{abc}{c^3+a^3+abc}\le1\)
Áp dụng BDT \(ab\left(a+b\right)\le a^3+b^3\)thì ta có:
\(\frac{1abc}{a^3+b^3+abc}\le\frac{abc}{ab\left(a+b\right)+abc}=\frac{c}{a+b+c}\)
Tương tự ta có:
\(\hept{1\begin{cases}\frac{abc}{b^3+c^3+abc}\le\frac{a}{a+b+c}\\\frac{abc}{c^3+a^3+abc}\le\frac{b}{a+b+c}\end{cases}}\)
Cộng 3 cái trên vế theo vế ta được
\(\frac{abc}{a^3+b^3+abc}+\frac{abc}{b^3+c^3+abc}+\frac{abc}{c^3+a^3+abc}\le\frac{c}{a+b+c}+\frac{a}{a+b+c}+\frac{b}{a+b+c}=1\)
\(\Rightarrow\)ĐPCM
Với mọi a,b >0 có \(a^3+b^3\ge ab\left(a+b\right)\)(tự CM). Dấu "=" xảy ra <=> a=b và a,b>0
<=> \(a^3+b^3+abc\ge ab\left(a+b+c\right)\)
<=> \(\frac{1}{a^3+b^3+abc}\le\frac{1}{ab\left(a+b+c\right)}\)
CM tương tự cx có :\(\frac{1}{b^3+c^3+abc}\le\frac{1}{bc\left(a+b+c\right)}\)
\(\frac{1}{c^3+a^3+abc}\le\frac{1}{ac\left(a+b+c\right)}\)
=>A= \(\frac{1}{a^3+b^3+abc}+\frac{1}{b^3+c^3+abc}+\frac{1}{c^3+a^3+abc}\le\frac{1}{ab\left(a+b+c\right)}+\frac{1}{bc\left(a+b+c\right)}+\frac{1}{ac\left(a+b+c\right)}=\frac{c}{abc\left(a+b+c\right)}+\frac{a}{abc\left(a+b+c\right)}+\frac{b}{abc\left(a+b+c\right)}\)
<=> A\(\le\frac{1}{abc}\)
Dấu "=" xảy ra <=> a=b=c>0
Bổ đề 1: Với m, n < 1 ta có bất đẳng thức:
\(\frac{1}{1+m^2}+\frac{1}{1+n^2}\le\frac{2}{1+mn}\).
Thật vậy, bất đẳng thức trên tương đương với: \(\left(mn-1\right)\left(m-n\right)^2\le0\) (luôn đúng).
Bổ đề 2: Với m, n, p < 1 ta có bất đẳng thức:
\(\frac{1}{1+m^3}+\frac{1}{1+n^3}+\frac{1}{1+p^3}\le\frac{3}{1+mnp}\left(2\right)\).
Thật vậy, áp dụng bổ đề (1) ta có:
\(VT_{\left(2\right)}=\left(\frac{1}{1+m^3}+\frac{1}{1+n^3}\right)+\left(\frac{1}{1+p^3}+\frac{1}{1+mnp}\right)-\frac{1}{1+mnp}\le\frac{2}{1+\sqrt{m^3n^3}}+\frac{2}{1+\sqrt{mnp^4}}-\frac{1}{1+mnp}\le\frac{4}{1+\sqrt[4]{m^3n^3.mnp^4}}-\frac{1}{1+mnp}=\frac{4}{1+mnp}-\frac{1}{1+mnp}=\frac{3}{1+mnp}\left(đpcm\right)\).
Quay trở lại bài toán.
Đặt \(\left(\sqrt[3]{a},\sqrt[3]{b},\sqrt[3]{c}\right)=\left(x,y,z\right)\). Ta có: \(0< x,y,z< 1\).
BĐT cần chứng minh trở thành:
\(\frac{1}{1+x^3+y^3}+\frac{1}{1+y^3+z^3}+\frac{1}{1+z^3+x^3}\le\frac{3}{1+2xyz}\left(1\right)\).
Áp dụng BĐT AM - GM và bổ đề 2 ta có: \(VT_{\left(1\right)}\le\frac{1}{1+\left(\sqrt[3]{2}\sqrt{xy}\right)^3}+\frac{1}{1+\left(\sqrt[3]{2}\sqrt{yz}\right)^3}+\frac{1}{1+\left(\sqrt[3]{2}\sqrt{zx}\right)^3}\le\frac{3}{1+\sqrt[3]{2}\sqrt[3]{2}\sqrt[3]{2}\sqrt{xy.yz.zx}}=\frac{3}{1+2xyz}=VP_{\left(1\right)}\left(đpcm\right)\)
Bạn bổ sung cho mình thêm điều kiện ở hai bổ đề:
Bổ đề 1: Thêm m, n > 0.
Bổ đề 2: Thêm m, n, p > 0.
Bạn từ chứng minh BĐT đầu bài.
a) Áp dụng: \(VT\le\frac{1}{ab\left(a+b\right)+abc}+\frac{1}{bc\left(b+c\right)+abc}+\frac{1}{ca\left(c+a\right)+abc}\)
\(=\frac{1}{ab\left(a+b+c\right)}+\frac{1}{bc\left(a+b+c\right)}+\frac{1}{ca\left(a+b+c\right)}\)
\(=\frac{1}{a+b+c}\left(\frac{1}{ab}+\frac{1}{bc}+\frac{1}{ca}\right)=\frac{a+b+c}{abc\left(a+b+c\right)}=\frac{1}{abc}\)
b) Với abc = 1. Ta viết BĐT lại thành:
\(\frac{1}{a^3+b^3+abc}+\frac{1}{b^3+c^3+abc}+\frac{1}{c^3+a^3+abc}\le\frac{1}{abc}\)
Sử dụng cách chứng minh ở câu a.
c) Đặt \(\left(a;b;c\right)=\left(x^3;y^3;z^3\right)\) thì xyz = 1; x, y, z > 0. Đưa về chứng minh:
\(\frac{1}{x^3+y^3+1}+\frac{1}{y^3+z^3+1}+\frac{1}{z^3+x^3+1}\le1\)
Cách chứng minh tương tự câu b.
Ta có: \(a^3+b^3=\left(a+b\right)\left(a^2-ab+b^2\right)\ge\left(a+b\right)\left(2ab-ab\right)=ab\left(a+b\right)\)
\(\Rightarrow a^3+b^3+abc\ge ab\left(a+b+c\right)\)
\(\Rightarrow\frac{1}{a^3+b^3+abc}\le\frac{1}{ab\left(a+b+c\right)}\)
Tương tự: ...
\(\Rightarrow VT\le\frac{1}{a+b+c}\cdot\left(\frac{1}{ab}+\frac{1}{bc}+\frac{1}{ca}\right)=\frac{1}{a+b+c}\cdot\frac{a+b+c}{abc}=\frac{1}{abc}\)
Dấu "=" xảy ra khi: a = b = c