Chứng minh rằng:
\(a+\frac{4}{\left(a-b\right)\left(b+1\right)^2}\ge3,vớia>b>0\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Bạn tham khảo:
Câu hỏi của tran duc huy - Toán lớp 10 | Học trực tuyến
\(a+\frac{4}{b\left(a-b\right)^2}=a-b+b+\frac{4}{b\left(a-b\right)^2}\ge a-b+2\sqrt{\frac{4b}{b\left(a-b\right)^2}}=a-b+\frac{4}{a-b}\ge4\)
Dấu "=" xảy ra khi \(\left\{{}\begin{matrix}a=3\\b=1\end{matrix}\right.\)
b/ \(a-b+\frac{4}{\left(a-b\right)\left(b+1\right)^2}+b\ge2\sqrt{\frac{4\left(a-b\right)}{\left(a-b\right)\left(b+1\right)^2}}+b=\frac{4}{b+1}+b+1-1\ge4-1\)
Dấu "=" xảy ra khi \(\left\{{}\begin{matrix}a=2\\b=1\end{matrix}\right.\)
Bài hay quá!
Theo bất đẳng thức Cô-Si cho 3 số dương ta có
\(\left(1+\frac{1}{a}\right)^4+\left(1+\frac{1}{b}\right)^4+\left(1+\frac{1}{c}\right)^4\ge3\sqrt[3]{\left(1+\frac{1}{a}\right)^4\left(1+\frac{1}{b}\right)^4\left(1+\frac{1}{c}\right)^4}\).
Do đó ta chỉ cần chứng minh \(\left(1+\frac{1}{a}\right)\left(1+\frac{1}{b}\right)\left(1+\frac{1}{c}\right)\ge\left(1+\frac{3}{2+abc}\right)^3.\) (Lúc đó kết hợp hai bất đẳng thức ta được ngay điều phải chứng minh).
Thực vậy, đầu tiên áp dụng bất đẳng thức Cô-Si cho 3 số dương ta có
\(\left(1+\frac{1}{a}\right)\left(1+\frac{1}{b}\right)\left(1+\frac{1}{c}\right)=1+\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)+\left(\frac{1}{ab}+\frac{1}{bc}+\frac{1}{ca}\right)+\frac{1}{abc}\ge\)
\(\ge1+\frac{3}{\sqrt[3]{abc}}+\frac{3}{\sqrt[3]{a^2b^2c^2}}+\frac{1}{abc}=\left(1+\frac{1}{\sqrt[3]{abc}}\right)^3.\)
Mặt khác ta có \(2+abc=1+1+abc\ge3\sqrt[3]{abc}\to\frac{1}{\sqrt[3]{abc}}\ge\frac{3}{2+abc}\to\)
\(\left(1+\frac{1}{a}\right)\left(1+\frac{1}{b}\right)\left(1+\frac{1}{c}\right)\ge\left(1+\frac{3}{2+abc}\right)^3.\) (ĐPCM)
Áp dụng BĐT AM-GM ta có:
\(VT=a^2+b^2+\frac{a}{b}+\frac{b}{a}+\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+a+b\)
\(=1+\frac{a}{b}+\frac{b}{a}+\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+a+b\)
\(=1+\left(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\right)+\left(\frac{1}{a}+2a\right)+\left(\frac{1}{b}+2b\right)-\left(a+b\right)\)
\(\ge3+2\sqrt{\frac{1}{a}\cdot2a}+2\sqrt{\frac{1}{b}\cdot2b}-\sqrt{2\left(a^2+b^2\right)}\)
\(\ge3+4\sqrt{2}-\sqrt{2}=3+3\sqrt{2}=3\left(1+\sqrt{2}\right)\)
Khi \(a=b=\frac{1}{\sqrt{2}}\)
\(a-b+b+\frac{1}{b\left(a-b\right)}\ge3\sqrt[3]{\frac{\left(a-b\right)b.1}{b\left(a-b\right)}}=3\)
Dấu "=" xảy ra khi \(\left\{{}\begin{matrix}a=2\\b=1\end{matrix}\right.\)
\(VT=a-b+\frac{4}{\left(a-b\right)\left(b+1\right)^2}+\frac{b+1}{2}+\frac{b+1}{2}-1\)
\(VT\ge4\sqrt[4]{\frac{4\left(a-b\right)\left(b+1\right)^2}{4\left(a-b\right)\left(b+1\right)^2}}-1=3\)
Dấu "=" xảy ra khi \(\left\{{}\begin{matrix}b=1\\a=2\end{matrix}\right.\)
\(\frac{a-b}{2}+\frac{a-b}{2}+\frac{1}{b\left(a-b\right)^2}+b\ge4\sqrt[4]{\frac{b\left(a-b\right)^2}{4b\left(a-b\right)^2}}=\frac{4}{\sqrt{2}}=2\sqrt{2}\)
Dấu "=" xảy ra khi \(\left\{{}\begin{matrix}a=\frac{3\sqrt{2}}{2}\\b=\frac{\sqrt{2}}{2}\end{matrix}\right.\)
Lời giải:
Áp dụng BĐT AM-GM:
$a^3+\frac{1}{a}+\frac{1}{a}\geq 3\sqrt{a}$
$b^3+\frac{1}{b}+\frac{1}{b}\geq 3\sqrt{b}$
$c^3+\frac{1}{c}+\frac{1}{c}\geq 3\sqrt{c}$
Cộng theo vế các BĐT trên và thu gọn thì:
$a^3+b^3+c^3+2(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c})\geq 3(\sqrt{a}+\sqrt{b}+\sqrt{c})$
Giờ ta chỉ cần cm: $3(\sqrt{a}+\sqrt{b}+\sqrt{c})\geq 3(ab+bc+ac)$ thì bài toán hoàn thành.
Thật vậy:
Áp dụng BĐT AM-GM:
$\sqrt{a}+\sqrt{a}+a^2\geq 3a$
$\sqrt{b}+\sqrt{b}+b^2\geq 3b$
$\sqrt{c}+\sqrt{c}+c^2\geq 3c$
Cộng 3 BĐT trên lại theo vế và thu gọn:
$a^2+b^2+c^2+2(\sqrt{a}+\sqrt{b}+\sqrt{c})\geq 3(a+b+c)=(a+b+c)^2$
$\Rightarrow 2(\sqrt{a}+\sqrt{b}+\sqrt{c})\geq 2(ab+bc+ac)$
$\Rightarrow \sqrt{a}+\sqrt{b}+\sqrt{c}\geq ab+bc+ac$
$\Rightarrow 3(\sqrt{a}+\sqrt{b}+\sqrt{c})\geq 3(ab+bc+ac)$
(đpcm)
Bài toán hoàn thành.
Dấu "=" xảy ra khi $a=b=c=1$
a, Đặt \(\sqrt[4]{a}=x;\sqrt[4]{b}=y.\)Bất đẳng thức ban đầu trở thành: \(\frac{2x^2y^2}{x^2+y^2}\le xy.\)
ta có : \(x^2+y^2\ge2xy\Rightarrow\frac{2x^2y^2}{x^2+y^2}\le\frac{2x^2y^2}{2xy}=xy.\)(đpcm )
dấu " = " xẩy ra khi x = y > 0
vậy bất đăng thức ban đầu đúng. dấu " = " xẩy ra khi a = b >0
Lời giải
Áp dụng BĐT AM-GM:
\(\text{VT}=(a-b)+\frac{b+1}{2}+\frac{b+1}{2}+\frac{4}{(a-b)(b+1)^2}-1\geq 4\sqrt[4]{1}-1=3\)
Do đó ta có đpcm
Dấu $=$ xảy ra khi $b=1,a=2$