Chứng minh \(a^{\frac{m}{n}}=\sqrt[n]{a^m}\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
a) Bình phương 2 vế được: \(\frac{4ab}{a+b+2\sqrt{ab}}\le\sqrt{ab}\)
<=> \(4ab\le\sqrt{ab}\left(a+b\right)+2ab\)
<=>\(\sqrt{ab}\left(a+b\right)\ge2ab\)
<=>\(a+b\ge2\sqrt{ab}\)
<=> \(\left(\sqrt{a}-\sqrt{b}\right)^2\ge0\) (luôn đúng)
Vậy \(\frac{2\sqrt{ab}}{\sqrt{a}+\sqrt{b}}\le\sqrt[4]{ab}\forall a,b>0\)
Lời giải:
Do $abc=1$ nên đặt:
\((\sqrt{a}, \sqrt{b}, \sqrt{c})=(\frac{x}{y}, \frac{y}{z}, \frac{z}{x})\) với $x,y,z>0$
Khi đó, bài toán trở thành: Cho $x,y,z>0$. CMR:
\(\frac{xz^2}{2z^2y+xy^2}+\frac{yx^2}{2x^2z+yz^2}+\frac{zy^2}{2y^2x+zx^2}\geq 1\)
Thật vậy, áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz:
\(\frac{xz^2}{2z^2y+xy^2}+\frac{yx^2}{2x^2z+yz^2}+\frac{zy^2}{2y^2x+zx^2}=\frac{(xz)^2}{2xyz^2+(xy)^2}+\frac{(xy)^2}{2x^2yz+(yz)^2}+\frac{(yz)^2}{2xy^2z+(xz)^2}\)
\(\geq \frac{(xz+xy+yz)^2}{2xyz^2+(xy)^2+2x^2yz+(yz)^2+2xy^2z+(xz)^2}=\frac{(xy+yz+xz)^2}{(xy+yz+xz)^2}=1\)
Ta có đpcm.
Dấu "=" xảy ra khi $x=y=z$ hay $a=b=c=1$
Nhân tử và mẫu của biểu thức với \(\sqrt{m}+\sqrt{n}-\sqrt{m+n}.\)
\(\Rightarrow\frac{2\sqrt{mn}\left(\sqrt{m}+\sqrt{n}-\sqrt{m+n}\right)}{\left(\sqrt{m}+\sqrt{n}+\sqrt{m+n}\right)\left(\sqrt{m}+\sqrt{n}-\sqrt{m+n}\right)}\)
\(=\frac{2\sqrt{mn}\left(\sqrt{m}+\sqrt{n}-\sqrt{m+n}\right)}{\left(\sqrt{m}+\sqrt{n}\right)^2-\left(\sqrt{m+n}\right)^2}\)
\(=\frac{2\sqrt{mn}\left(\sqrt{m}+\sqrt{n}-\sqrt{m+n}\right)}{m+n+2\sqrt{mn}-m-n}=\sqrt{m}+\sqrt{n}-\sqrt{m+n}\)
Ta có: \(\frac{2\sqrt{mn}}{\sqrt{m}+\sqrt{n}+\sqrt{m+n}}=\frac{2\sqrt{mn}.\left(\sqrt{m}+\sqrt{n}-\sqrt{m+n}\right)}{(\sqrt{m}+\sqrt{n}+\sqrt{m+n})\left(\sqrt{m}+\sqrt{n}-\sqrt{m+n}\right)}\)
\(=\frac{2\sqrt{mn}.\left(\sqrt{m}+\sqrt{n}-\sqrt{m+n}\right)}{\left(\sqrt{m}+\sqrt{n}\right)^2-\left(\sqrt{m+n}\right)^2}=\frac{2\sqrt{mn}.\left(\sqrt{m}+\sqrt{n}-\sqrt{m+n}\right)}{m+2\sqrt{mn}+n-m-n}\)
\(=\frac{2\sqrt{mn}\left(\sqrt{m}+\sqrt{n}-\sqrt{m+n}\right)}{2\sqrt{mn}}=\sqrt{m}+\sqrt{n}-\sqrt{m+n}\)( đpcm )
Áp dụng: Với \(m=2\)và \(n=5\)và \(mn=10\); \(m+n=7\)ta có:
\(\frac{2\sqrt{10}}{\sqrt{2}+\sqrt{5}+\sqrt{7}}=\sqrt{2}+\sqrt{5}-\sqrt{2+5}=\sqrt{2}+\sqrt{5}-\sqrt{7}\)
Áp dụng bđt AM-GM:
\(\sum\sqrt{\frac{a}{1-a}}=\sum\frac{a}{\sqrt{a\left(b+c\right)}}\ge\frac{2\left(a+b+c\right)}{a+b+c}=2\)
Dấu "=" không xảy ra =>đpcm
Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz ta có:
\(\dfrac{a}{\sqrt{a^2+1}}=\dfrac{a}{\sqrt{a^2+ab+bc+ca}}=\dfrac{a}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}}\)
\(\le\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{a}{a+b}+\dfrac{a}{a+c}\right)\). Thiếp lập 2 BĐT còn lại:
\(\dfrac{b}{\sqrt{b^2+1}}\le\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{b}{b+c}+\dfrac{b}{a+b}\right);\dfrac{c}{\sqrt{c^2+1}}\le\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{c}{c+a}+\dfrac{c}{b+c}\right)\)
Cộng theo vế 3 BĐT trên ta có:
\(A\le\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{a+b}{a+b}+\dfrac{b+c}{b+c}+\dfrac{c+a}{c+a}\right)=\dfrac{1}{2}\cdot3=\dfrac{3}{2}\)
Xảy ra khi \(a=b=c=\dfrac{1}{\sqrt{3}}\)
\(a^{\frac{m}{n}}=\sqrt[n]{\left(a^{\frac{m}{n}}\right)^n}=\sqrt[n]{a^m}\)