cho a,b>0 và \(a^2+b^2=a+b\). tìm GTNN của \(P=a^4+b^4+\dfrac{2020}{\left(a+b\right)^2}\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Áp dụng BĐt cô-si, ta có \(\frac{2\left(a+b\right)^2}{2a+3b}\ge\frac{8ab}{2a+3b}=\frac{8}{\frac{2}{b}+\frac{3}{a}}\)
\(\frac{\left(b+2c\right)^2}{2b+c}\ge\frac{8bc}{2b+c}=\frac{8}{\frac{2}{c}+\frac{1}{b}}\)
\(\frac{\left(2c+a\right)^2}{c+2a}\ge\frac{8ac}{c+2a}\ge\frac{8}{\frac{1}{a}+\frac{2}{c}}\)
Cộng 3 cái vào, ta có
A\(\ge8\left(\frac{1}{\frac{2}{b}+\frac{3}{a}}+\frac{1}{\frac{1}{b}+\frac{2}{c}}+\frac{1}{\frac{1}{a}+\frac{2}{c}}\right)\ge8\left(\frac{9}{\frac{3}{b}+\frac{4}{c}+\frac{4}{a}}\right)=8.\frac{9}{3}=24\)
Vậy A min = 24
Neetkun ^^
\(\left(\sqrt{a}+1\right)\left(\sqrt{b}+1\right)=4\Leftrightarrow\sqrt{ab}+\sqrt{a}+\sqrt{b}=3\)
\(\text{Ta có:}M\ge a+b\Rightarrow2M+2\ge a+b+a+1+b+1\ge2\left(\sqrt{ab}+\sqrt{a}+\sqrt{b}\right)\left(\text{theo cô si}\right)=6\)
\(\Rightarrow M\ge2\left(\text{dấu "=" xảy ra khi:}a=b=1\right)\)
Đặt \(\dfrac{b}{a}=x;\dfrac{c}{b}=y\).
Ta có: \(P=\dfrac{1}{\left(\dfrac{a+b}{a}\right)^2}+\dfrac{1}{\left(\dfrac{b+c}{b}\right)^2}+\dfrac{b}{a}.\dfrac{c}{b}.\dfrac{1}{4}\)
\(P=\dfrac{1}{\left(x+1\right)^2}+\dfrac{1}{\left(y+1\right)^2}+\dfrac{xy}{4}\).
Ta có bđt quen thuộc: \(\dfrac{1}{\left(x+1\right)^2}+\dfrac{1}{\left(y+1\right)^2}\ge\dfrac{1}{xy+1}\) (bạn xem cm ở đây).
Do đó \(P\ge\dfrac{1}{xy+1}+\dfrac{xy+1}{4}-\dfrac{1}{4}\ge1-\dfrac{1}{4}=\dfrac{3}{4}\).
Đẳng thức xảy ra khi x = y = 1 tức a = b = c.
Vậy...
BĐT phụ kia có 1 cách chứng minh rất hay mà không cần đến biến đổi tương đương với mũ to:
\(\dfrac{1}{\left(1.1+\sqrt{xy}.\sqrt{\dfrac{x}{y}}\right)^2}+\dfrac{1}{\left(1.1+\sqrt{xy}.\sqrt{\dfrac{y}{x}}\right)^2}\ge\dfrac{1}{\left(1+xy\right)\left(1+\dfrac{x}{y}\right)}+\dfrac{1}{\left(1+xy\right)\left(1+\dfrac{y}{x}\right)}=\dfrac{1}{1+xy}\)
\(P=2+\dfrac{2}{b}+a+\dfrac{a}{b}+2+\dfrac{2}{a}+b+\dfrac{b}{a}=\left(\dfrac{a}{b}+\dfrac{b}{a}\right)+\left(a+\dfrac{1}{2a}\right)+\left(b+\dfrac{1}{2b}\right)+\left(\dfrac{3}{2a}+\dfrac{3}{2b}\right)+4\ge2\sqrt{\dfrac{a}{b}.\dfrac{b}{a}}+2\sqrt{a.\dfrac{1}{2a}}+2\sqrt{b.\dfrac{1}{2b}}+2\sqrt{\dfrac{3}{2a}.\dfrac{3}{2b}}+4=6+2\sqrt{2}+\dfrac{3}{\sqrt{ab}}\)
Ta lại có: \(a^2+b^2\ge2\sqrt{a^2.b^2}=2ab\left(BĐT.Cauchy\right)\Rightarrow2\left(a^2+b^2\right)\ge4ab\Rightarrow\sqrt{ab}\le\dfrac{\sqrt{2\left(a^2+b^2\right)}}{2}=\dfrac{\sqrt{2}}{2}\)
\(\Rightarrow P\ge6+2\sqrt{2}+\dfrac{3}{\sqrt{ab}}\ge6+2\sqrt{2}+\dfrac{3}{\dfrac{\sqrt{2}}{2}}=6+5\sqrt{2}\)
\(minP=6+5\sqrt{2}\Leftrightarrow a=b=\dfrac{\sqrt{2}}{2}\)
Lời giải:
Áp dụng BĐT AM-GM:
$(a^2+b^2)^2=(a+b)^2\leq 2(a^2+b^2)\Rightarrow a^2+b^2\leq 2$
Tiếp tục áp dụng BĐT AM-GM:
\(P=a^4+b^4+\frac{2020}{(a^2+b^2)^2}\geq \frac{(a^2+b^2)^2}{2}+\frac{2020}{(a^2+b^2)^2}\). Ta có:
\(\frac{(a^2+b^2)^2}{2}+\frac{8}{(a^2+b^2)^2}\geq 2\sqrt{\frac{(a^2+b^2)^2}{2}.\frac{8}{(a^2+b^2)^2}}=4\)
\(\frac{2012}{(a^2+b^2)^2}\geq \frac{2012}{2^2}=503\) do $a^2+b^2\leq 2$
Do đó: $P\geq \frac{(a^2+b^2)^2}{2}+\frac{2020}{(a^2+b^2)^2}\geq 4+503=507$
Vậy $P_{\min}=507$. Giá trị này đạt tại $a=b=1$