Cho a,b>0 thoả mãn a+b=1
Chứng minh rằng \(\left(1+\frac{1}{a}\right)\left(1+\frac{1}{b}\right)\ge9\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Cho a,b>0 thoả mãn a+b=1
Chứng minh rằng \(\left(1+\frac{1}{a}\right)\left(1+\frac{1}{b}\right)\ge9\)
Đặt A = \(\left(1+\frac{1}{a}\right)\left(1+\frac{1}{b}\right)\)
A = \(\left(1+\frac{a+b}{a}\right)\left(1+\frac{a+b}{b}\right)\)(Vì a + b = 1)
A = \(\left(2+\frac{b}{a}\right)\left(2+\frac{a}{b}\right)\)
A = \(4+\frac{2a}{b}+\frac{2b}{a}+1\)
A = \(5+2\left(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\right)\)
Vì a, b dương nên áp dụng BĐT Cô - si cho 2 số dương, ta được :
\(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\ge2\sqrt{\frac{ab}{ba}}\)
\(\Leftrightarrow\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\ge2.1=2\)
\(\Leftrightarrow2\left(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\right)\ge4\)
\(\Leftrightarrow5+2\left(\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\right)\ge4+5\)
\(\Leftrightarrow A\ge9\)
Dấu bằng xảy ra \(\Leftrightarrow\)a = b > 0
Vậy \(\left(1+\frac{1}{a}\right)\left(1+\frac{1}{b}\right)\ge9\)với a, b là các số dương và a + b = 1
Tớ quên. Dấu bằng xảy ra
\(\Leftrightarrow\hept{\begin{cases}a=b>0\\a+b=1\end{cases}}\)
\(\Leftrightarrow a=b=\frac{1}{2}\)
P/s: Bài toán này khá hay đó !!
Ta có : \(a\left(\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)=b\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{c}\right)=c\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}\right)\)
\(\Leftrightarrow\frac{a^2c+a^2b}{abc}=\frac{b^2c+ab^2}{abc}=\frac{c^2b+c^2a}{abc}\)
Mà : \(a,b,c>0\)
\(\Rightarrow a^2c+a^2b=b^2c+ab^2=c^2b+c^2a\)
+) Xét : \(a^2c+a^2b=b^2c+ab^2\)
\(\Leftrightarrow ab\left(a-b\right)+c\left(a^2-b^2\right)=0\)
\(\Leftrightarrow\left(a-b\right)\left(ab+ca+cb\right)=0\)
\(\Leftrightarrow a-b=0\Leftrightarrow a=b\) (1)
( Do \(a,b,c>0\Rightarrow ab+ca+cb>0\) )
+) Xét \(b^2c+ab^2=c^2b+c^2a\)
\(\Leftrightarrow bc\left(b-c\right)+a\left(b^2-c^2\right)=0\)
\(\Leftrightarrow\left(b-c\right)\left(bc+ab+ac\right)=0\)
\(\Leftrightarrow b-c=0\Leftrightarrow b=c\)(2)
( Do \(a,b,c>0\Rightarrow ab+ca+cb>0\) )
Từ (1) và (2) \(\Rightarrow a=b=c\) (đpcm)
\(P=\left(1+\frac{1}{a}\right)\left(1+\frac{1}{b}\right)=\frac{\left(a+1\right)\left(b+1\right)}{ab}\)
Áp dụng Cosi 3 số
\(a+1=a+a+b\ge3\sqrt[3]{a^2b}\)
\(a+1=b+b+a\ge3\sqrt[3]{ab^2}\)
Nhận lại 3 BĐT trên theo vế:
\(\left(a+1\right)\left(b+1\right)\ge9ab\)
\(\Leftrightarrow\frac{\left(a+1\right)\left(b+1\right)}{ab}\ge9\)
\(\Leftrightarrow P\ge9\)
Đẳng thức xảy ra khi a=b=c
Ta có \(\left(1+\frac{1}{a}\right)\left(1+\frac{1}{b}\right)\ge9\) (1)
\(\Leftrightarrow\frac{a+1}{a}.\frac{b+1}{b}\ge9\)
\(\Leftrightarrow ab+a+b+1\ge9ab\) (vì ab > 0)
\(\Leftrightarrow a+b+1\ge8ab\Leftrightarrow2\ge8ab\) (vì a + b = 1)
\(\Leftrightarrow1\ge4ab\Leftrightarrow\left(a+b\right)^2\ge4ab\) (vì a + b = 1)
\(\Leftrightarrow\left(a-b\right)^2\ge0\) (2)
Bất đẳng thức (2) đúng, mà các phép biến đổi trên tương đương, vậy bất đẳng thức (1) được chưng minh.
1+1/a= 1+ (a+b)/a = 2+b/a
tương tự: 1+1/b= 2+a/b
nhân 2 đa thức với nhau đc : 5+2a/b+2b/a=5+2(a/b+b/a)
áp dụng bđt cô si a/b+b/a >=2 =) 5+2(a/b+b/a)>=9 (dấu = xảy ra khi a-b=1/2)
Theo bđt Cauchy - Schwart ta có:
\(\text{Σ}cyc\frac{c}{a^2\left(bc+1\right)}=\text{Σ}cyc\frac{\frac{1}{a^2}}{b+\frac{1}{c}}\ge\frac{\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)^2}{\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}+a+b+c}\)\(=\frac{\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)^2}{\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}+3}\)
\(=\frac{\left(ab+bc+ca\right)^2}{abc\left(ab+bc+ca\right)+3a^2b^2c^2}\)
Đặt \(ab+bc+ca=x;abc=y\).
Ta có: \(\frac{x^2}{xy+3y^2}\ge\frac{9}{x\left(1+y\right)}\Leftrightarrow x^3+x^3y\ge9xy+27y^2\)
\(\Leftrightarrow x\left(x^2-9y\right)+y\left(x^3-27y\right)\ge0\) ( luôn đúng )
Vậy BĐT đc CM. Dấu '=' xảy ra <=> a=b=c=1
\(\frac{a^3}{\left(1+b\right)\left(1+c\right)}+\frac{b^3}{\left(1+c\right)\left(1+a\right)}+\frac{c^3}{\left(1+a\right)\left(1+b\right)}\)
Ta có:
\(\frac{a^3}{\left(1+b\right)\left(1+c\right)}+\frac{1+b}{8}+\frac{1+c}{8}\ge\frac{3a}{4}\)
\(\Leftrightarrow\frac{a^3}{\left(1+b\right)\left(1+c\right)}\ge\frac{6a-b-c-2}{8}\)
Tương tự ta có: \(\hept{\begin{cases}\frac{b^3}{\left(1+c\right)\left(1+a\right)}\ge\frac{6b-c-a-2}{8}\\\frac{c^3}{\left(1+a\right)\left(1+b\right)}\ge\frac{6c-a-b-2}{8}\end{cases}}\)
Cộng vế theo vế ta được
\(\frac{a^3}{\left(1+b\right)\left(1+c\right)}+\frac{b^3}{\left(1+c\right)\left(1+a\right)}+\frac{c^3}{\left(1+a\right)\left(1+b\right)}\ge\frac{6a-b-c-2}{8}+\frac{6b-c-a-2}{8}+\frac{6c-a-b-2}{8}\)
\(=\frac{a+b+c}{2}-\frac{3}{4}\ge\frac{3}{2}.\sqrt[3]{abc}-\frac{3}{4}=\frac{3}{2}-\frac{3}{4}=\frac{3}{4}\)
ta có : \(\frac{1}{a^3\left(b+c\right)}+\frac{1}{b^3\left(a+c\right)}+\frac{1}{c^3\left(a+b\right)}=\frac{\frac{1}{a^2}}{a\left(b+c\right)}+\frac{\frac{1}{b^2}}{b\cdot\left(a+c\right)}+\frac{\frac{1}{c^2}}{c\left(a+b\right)}\)(1)
dùng Svaxo ta có (1) <=>\(\frac{\left(\frac{1}{a^2}+\frac{1}{b^2}+\frac{1}{c^2}\right)^2}{a\left(b+c\right)+b\left(c+a\right)+c\left(a+b\right)}=\frac{ab+bc+ca}{2}>=\frac{3a^2b^2c^2}{2}=\frac{3}{2}\)(côsi )