Tìm nghiệm nguyên 2x + 2y + 2z = 672 (với x < y < z)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đặt \(\hept{\begin{cases}\frac{1}{x^2}=a\\\frac{1}{y^2}=b\\\frac{1}{z^2}=c\end{cases}}\Rightarrow abc=1\) và ta cần chứng minh
\(\frac{1}{2a+b+3}+\frac{1}{2b+c+3}+\frac{1}{2c+a+3}\le\frac{1}{2}\left(1\right)\)
Áp dụng BĐT AM-GM ta có:
\(2a+b+3=\left(a+b\right)+\left(a+1\right)+2\ge2\left(\sqrt{ab}+\sqrt{a}+2\right)\)
\(\Rightarrow\frac{1}{2a+b+3}\le\frac{1}{2\left(\sqrt{ab}+\sqrt{a}+1\right)}=\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{\sqrt{ab}+\sqrt{a}+1}\)
Tương tự cho 2 BĐT còn lại ta cũng có:
\(\frac{1}{2b+c+3}\le\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{\sqrt{bc}+\sqrt{b}+1};\frac{1}{2c+a+3}\le\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{\sqrt{ac}+\sqrt{c}+1}\)
Cộng theo vế 3 BĐT trên ta có:
\(VT_{\left(1\right)}\le\frac{1}{2}\left(\frac{1}{\sqrt{ab}+\sqrt{a}+1}+\frac{1}{\sqrt{b}+\sqrt{bc}+1}+\frac{1}{\sqrt{c}+\sqrt{ac}+1}\right)\le\frac{1}{2}=VP_{\left(2\right)}\left(abc=1\right)\)
Áp dụng BĐT \(\frac{a}{b+c}\le\frac{1}{4}\left(\frac{a}{b}+\frac{a}{c}\right)\forall a;b;c>0\) ta có :
\(\frac{x}{2x+y+z}=\frac{x}{\left(x+y\right)+\left(x+z\right)}\le\frac{1}{4}\left(\frac{x}{x+y}+\frac{x}{x+z}\right)\)
Tương tự ta cũng có : \(\hept{\begin{cases}\frac{y}{2y+z+x}\le\frac{1}{4}\left(\frac{y}{y+z}+\frac{y}{x+y}\right)\\\frac{z}{2z+x+y}\le\frac{1}{4}\left(\frac{z}{x+z}+\frac{z}{z+y}\right)\end{cases}}\)
Cộng các vế tương ứng của các BĐT vừa CM đc ta có :
\(\frac{x}{2x+y+z}+\frac{y}{2y+z+x}+\frac{z}{2z+x+y}\le\frac{1}{4}\left(\frac{x+y}{x+y}+\frac{y+z}{y+z}+\frac{x+z}{x+z}\right)=\frac{3}{4}\)
Hay \(VT\le VP\)
Đẳng thức xảy ra \(\Leftrightarrow x=y=z\in Z^+\)
Có \(xy+yz+zx=xyz\)\(\Leftrightarrow\)\(\frac{xy+yz+zx}{xyz}=1\)\(\Leftrightarrow\)\(\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}=1\)
\(\frac{x^2y}{y+2x}+\frac{y^2z}{z+2y}+\frac{z^2x}{x+2z}=\frac{1}{\frac{1}{x^2}+\frac{2}{xy}}+\frac{1}{\frac{1}{y^2}+\frac{2}{yz}}+\frac{1}{\frac{1}{z^2}+\frac{2}{zx}}\ge\frac{9}{\frac{1}{x^2}+\frac{1}{y^2}+\frac{1}{z^2}+2\left(\frac{1}{xy}+\frac{1}{yz}+\frac{1}{zx}\right)}\)
\(=\frac{9}{\left(\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}\right)^2}=\frac{9}{1^2}=9\)
Dấu "=" ko xảy ra \(\Rightarrow\)\(\frac{x^2y}{y+2x}+\frac{y^2z}{z+2y}+\frac{z^2x}{x+2z}>9\)
ko phải bài của mk nên bn ko tick cx đc,mk chỉ đăng lên để giúp bn thôi
đặt a = 2x+y+z ; b = 2y+z+x ; c = 2z+x+y => a+b+c = 4x+4y+4z
=> a - (a+b+c)/4 = x => x = (3a-b-c)/4 ; tương tự y = (3b-c-a)/4 ; z = (3c-a-b)/4
thay vào vế trái ta có
P = (3a-b-c)/4a + (3b-c-a)/4b + (3c-a-b)/4c =
= 9/4 - (b/4a + c/4a + c/4b + a/4b + a/4c + b/4c)
= 9/4 - (1/4)(b/a+a/b + c/a+a/c + c/b+b/c)
Côsi cho từng cặp ta có: b/a+a/b ≥ 2 ; c/a+a/c ≥ 2 ; c/b+b/c ≥ 2
=> b/a+a/b + c/a+a/c + c/b+b/c ≥ 6
=> -(1/4)(b/a+a/b +c/a+a/c + c/b+b/c) ≤ -6/4 thay vào P ta có:
P ≤ 9/4 - 6/4 = 3/4 (đpcm) ; dấu "=" khi a = b = c hay x = y = z
cách này tuy biến đổi dài nhưng dễ hiểu)
------------
Cách khác:
P = x/(2x+y+z) -1 + y/(2y+z+x) -1 + z/(2z+x+y) - 1 + 3
= -(x+y+z)/(2x+y+z) -(x+y+z)/(2y+z+x) -(x+y+z)/(2z+x+y) + 3
= -(x+y+z).[1/(2x+y+z) + 1/(2y+z+x) + 1/(2z+x+y)] + 3
- - -
Côsi cho 3 số:
2x+y+z + 2y+z+x + 2z+x+y ≥ 3.³√(2x+y+z)(2y+z+x)(2z+x+y)
=> 4(x+y+z) ≥ 3.³√(2x+y+z)(2y+z+x)(2z+x+y) (1*)
Côsi cho 3 số:
1/(2x+y+z)+1/(2y+z+x)+1/(2z+x+y) ≥ 3³√1/(2x+y+z)(2y+z+x)(2z+x+y) (2*)
Lấy (1*) *(2*) ta có:
4(x+y+z)[1/(2x+y+z) + 1/(2y+z+x) + 1/(2z+x+y)] ≥ 9
=> -(x+y+z).[1/(2x+y+z) + 1/(2y+z+x) + 1/(2z+x+y)] ≤ -9/4
thay vào P ta có:
P ≤ -9/4 + 3 = 3/4 (đpcm) ; dấu "=" khi x = y = z
Do \(x,y,z\inℤ\)
nen tu gia thiet suy ra
\(x^2+4y^2+z^2-2xy-2y+2z\le-1\)
\(\Leftrightarrow\left(x-y\right)^2+\left(z+1\right)^2+\left(y-1\right)^2+2y^2\le1\)
mat khac
\(\hept{\begin{cases}\left(y-1\right)^2+2y^2>0\\\left(x-y\right)^2+\left(z+1\right)^2\ge0\end{cases}}\)
nen \(\left(x-y\right)^2+\left(z+1\right)^2+\left(y-1\right)^2+2y^2=1\)
den day ban lap bang cac gia tri se tim duoc \(\left(x,y,z\right)=\left(0,0,-1\right)\)
Đặt \(\hept{\begin{cases}2x+y+z=4a\\2y+x+z=4b\\2z+x+y=4c\end{cases}\Rightarrow}\hept{\begin{cases}x=3a-b-c\\y=3b-c-a\\z=3c-a-b\end{cases}}\)thay vào biểu thức đó
\(\Rightarrow\frac{x}{2x+y+z}+\frac{y}{2y+x+z}+\frac{z}{2z+x+y}\)
\(=\frac{3a-b-c}{4a}+\frac{3b-c-a}{4b}+\frac{3c-a-b}{4c}\)
\(=\frac{3}{4}-\frac{b-c}{4a}+\frac{3}{4}-\frac{c-a}{4b}+\frac{3}{4}-\frac{a-b}{4c}\)
\(=\frac{9}{4}-\frac{1}{4}\left(\frac{b}{a}+\frac{c}{a}+\frac{c}{b}+\frac{a}{b}+\frac{a}{c}+\frac{b}{c}\right)\)
Áp dụng BĐT sau: \(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\ge2\Rightarrow\frac{b}{a}+\frac{c}{a}+\frac{c}{b}+\frac{a}{b}+\frac{a}{c}+\frac{b}{c}\ge6\)
\(\Leftrightarrow\frac{1}{4}\left(\frac{b}{a}+\frac{c}{a}+\frac{c}{b}+\frac{a}{b}+\frac{a}{c}+\frac{b}{c}\right)\ge\frac{6}{4}\)
\(\Leftrightarrow\frac{9}{4}-\frac{1}{4}\left(\frac{b}{a}+\frac{c}{a}+\frac{c}{b}+\frac{a}{b}+\frac{a}{c}+\frac{b}{c}\right)\le\frac{3}{4}\)
Từ đó ta có: \(\frac{x}{2x+y+z}+\frac{y}{2y+x+z}+\frac{z}{2z+x+y}\le\frac{3}{4}\)(đpcm).
Dấu "=" xảy ra <=> x=y=z.
Theo Cauchy Schwarz:
\(\frac{x}{2x+y+z}=\frac{x}{\left(x+y\right)+\left(x+z\right)}\le\frac{1}{4}\left(\frac{x}{x+y}+\frac{x}{x+z}\right)\)
Tương tự:
\(\frac{y}{2y+z+x}\le\frac{1}{4}\left(\frac{y}{y+x}+\frac{y}{y+z}\right);\frac{z}{2z+y+x}\le\frac{1}{4}\left(\frac{z}{z+y}+\frac{z}{z+x}\right)\)
Cộng lại:
\(D\le\frac{3}{4}\left(đpcm\right)\)
Lời giải:
PT \(\Leftrightarrow 2^x(1+2^{y-x}+2^{z-x})=672=2^5.3.7\)
\(\Leftrightarrow 1+2^{y-x}+2^{z-x}=2^{5-x}.3.7\)
Vì $x< y< z$ nên $1+2^{y-z}+2^x$ là số nguyên dương lẻ.
Ta xét các TH sau:
Nếu $5-x< 0$ thì $2^{5-x}\not\in\mathbb{Z}$; mà $2^{5-x}$ cũng nguyên tố cùng nhau với $3,7$ nên $1+2^{y-x}+2^{z-x}\not\in\mathbb{Z}$ (vô lý)
Nếu $5-x>0$ thì hiển nhiên $2^{5-x}$ chẵn, kéo theo $1+2^{y-x}+2^{z-x}$ chẵn (vô lý)
Do đó $5-x=0$ hay $x=5$. Thay vào PT ban đầu ta có:
$2^y+2^z=640$
\(\Leftrightarrow 2^y(1+2^{z-y})=640=2^7.5\)
Vì $2^y$ chỉ có ước nguyên tố là $2$ và $1+2^{z-y}$ lẻ nên $2^y=2^7; 1+2^{z-y}=5$
$\Rightarrow y=7; z=9$
Vậy $(x,y,z)=(5,7,9)$
Lời giải:
PT \(\Leftrightarrow 2^x(1+2^{y-x}+2^{z-x})=672=2^5.3.7\)
\(\Leftrightarrow 1+2^{y-x}+2^{z-x}=2^{5-x}.3.7\)
Vì $x< y< z$ nên $1+2^{y-z}+2^x$ là số nguyên dương lẻ.
Ta xét các TH sau:
Nếu $5-x< 0$ thì $2^{5-x}\not\in\mathbb{Z}$; mà $2^{5-x}$ cũng nguyên tố cùng nhau với $3,7$ nên $1+2^{y-x}+2^{z-x}\not\in\mathbb{Z}$ (vô lý)
Nếu $5-x>0$ thì hiển nhiên $2^{5-x}$ chẵn, kéo theo $1+2^{y-x}+2^{z-x}$ chẵn (vô lý)
Do đó $5-x=0$ hay $x=5$. Thay vào PT ban đầu ta có:
$2^y+2^z=640$
\(\Leftrightarrow 2^y(1+2^{z-y})=640=2^7.5\)
Vì $2^y$ chỉ có ước nguyên tố là $2$ và $1+2^{z-y}$ lẻ nên $2^y=2^7; 1+2^{z-y}=5$
$\Rightarrow y=7; z=9$
Vậy $(x,y,z)=(5,7,9)$