Cho x,y,z là các số thực thỏa mãn \(xy+yz+3zx=1\)
Tìm GTNN của biểu thức: \(P=x^2+y^2+z^2\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đặt \(a=\frac{9+3\sqrt{17}}{4}\) và \(b=\frac{3+\sqrt{17}}{4}\)khi đó \(a=3b\)và \(a+1=2b^2=c=\frac{13+3\sqrt{17}}{4}\)
Áp dụng BĐT AM-GM ta thu được các BĐT sau: \(x^2+b^2y^2\ge2bxy\)
\(by^2+z^2\ge2byz\)
\(a\left(z^2+x^2\right)\ge2azx\)
Cộng các vế theo các vế các BĐT thu được để có:
\(\left(a+1\right)\left(x^2+z^2\right)+2b^2y^2\ge2b\left(xy+yz\right)+2azx\)
Hay \(c\left(x^2+y^2+z^2\right)\ge2b\left(xy+yz+3zx\right)\). Từ đó ta thay các giá trị của \(xy+yz+3zx\); b và c để có được
\(P=x^2+y^2+z^2\ge\frac{\sqrt{17}-3}{2}\)
Cuối cùng, với \(x=z=\frac{1}{\sqrt[4]{17}}\)và \(y=\sqrt{\frac{13\sqrt{17}-51}{34}}\)( Thỏa mãn giả thiết ) thì \(P=\frac{\sqrt{17}-3}{2}\)
Nên ta kết luận \(\frac{\sqrt{17}-3}{2}\)là giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(P=x^2+y^2+z^2\)
Đặt \(a=\frac{9+3\sqrt{17}}{4};b=\frac{3+\sqrt{17}}{4}\Rightarrow a=3b\) và \(a+1=2b^2=c=\frac{13+3\sqrt{17}}{4}\)
Áp dụng BĐT AM-GM ta có:
\(x^2+b^2y^2\ge2bxy\)
\(by^2+z^2\ge2byz\)
\(a\left(z^2+x^2\right)\ge2azx\)
Cộng vế theo vế của các BĐT ta được:
\(\left(a+1\right)\left(x^2+z^2\right)+2b^2y^2\ge2b\left(xy+yz\right)+2azx\)
\(\Rightarrow c\left(x^2+y^2+z^2\right)\ge2b\left(xy+yz+3zx\right)\). Tiếp tục thay các giá trị của \(xy+yz+3zx\)vào b và c để được:
\(P=x^2+y^2+z^2\ge\frac{\sqrt{17}-3}{2}\)
\(\Rightarrow x=z=\frac{1}{\sqrt[4]{17}};y=\sqrt{\frac{13-\sqrt{17}-51}{34}}\left(TMĐK\right)\)
\(\Rightarrow P=\frac{\sqrt{17}-3}{2}\)là GTNN của biểu thức P ( đpcm )
\(P=\dfrac{1}{y}\left(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{z}\right)\ge\dfrac{1}{y}.\dfrac{4}{x+z}=\dfrac{4}{y\left(x+z\right)}\ge\dfrac{4}{\dfrac{\left(y+x+z\right)^2}{4}}=4\)
\(P_{min}=4\) khi \(\left(x;y;z\right)=\left(\dfrac{1}{2};1;\dfrac{1}{2}\right)\)
Đặt \(a=\dfrac{9+3\sqrt{17}}{4}\) và \(b=\dfrac{3+\sqrt{17}}{4}\), khi đó \(a=3b\) và \(a+1=2b^2=c=\dfrac{13+3\sqrt{17}}{4}\)
Áp dụng bất đẳng thức AM-GM ta thu được các bất đẳng thức sau:
\(x^2+b^2y^2\ge2xby\)
\(by^2+z^2\ge2byz\)
\(a\left(z^2+x^2\right)\ge2azx\)
Đến đây ta cộng vế theo vế các bất đẳng thức thu được để có:
\(\left(a+1\right)\left(x^2+z^2\right)+2b^2y^2\ge2b\left(xy+yz\right)+2azx\)hay \(c\left(x^2+y^2+z^2\right)\ge2b\left(xy+yz+3zx\right)\)
Từ đó ta thay các giá trị của \(xy+yz+3zx,b\) và \(c\) để được:
\(P=x^2+y^2+z^2\ge\dfrac{\sqrt{17}-3}{2}\)
Cuối cùng, với \(x=z=\dfrac{1}{\sqrt[4]{17}}\) và \(y=\sqrt{\dfrac{13\sqrt{17}-51}{34}}\) (thỏa mãn giả thiết) thì \(P=\dfrac{\sqrt{17}-3}{2}\) nên ta kết luận \(\dfrac{\sqrt{17}-3}{2}\) là GTNN của biểu thức \(P\)
Đù lớp 6 giải bài lớp 9 dc lắm con