Cho x,y,z > 0 và x+y+z=1, tìm GTLN của P= \(\dfrac{1}{x}\)+\(\dfrac{1}{y}\)+\(\dfrac{1}{z}\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Ta có: \(\dfrac{x}{x+1}=1-\dfrac{1}{x+1}\)
\(\dfrac{y}{y+1}=1-\dfrac{1}{y+1}\)
\(\dfrac{z}{z+1}=1-\dfrac{1}{z+1}\)
Cộng vế theo vế:
\(P=3-\left(\dfrac{1}{x+1}+\dfrac{1}{y+1}+\dfrac{1}{z+1}\right)\)
Áp dụng BĐT Cauchy- Schwarz dạng Engel:
\(\dfrac{1}{x+1}+\dfrac{1}{y+1}+\dfrac{1}{z+1}\ge\dfrac{\left(1+1+1\right)^2}{x+y+z+3}=\dfrac{9}{4}\)
\(\Rightarrow P\le3-\dfrac{9}{4}=\dfrac{3}{4}\)
\("="\Leftrightarrow x=y=z=\dfrac{1}{3}\)
\(\dfrac{x}{x+\sqrt{x+yz}}=\dfrac{x}{x+\sqrt{x\left(x+y+z\right)+yz}}=\dfrac{x}{x+\sqrt{\left(x+y\right)\left(x+z\right)}}\)\(\ge\dfrac{x}{x+\sqrt{xz}+\sqrt{xy}}=\dfrac{\sqrt{x}}{\sqrt{x}+\sqrt{y}+\sqrt{z}}\)
Có: \(x^2-xy+y^2\ge xy\)
\(\Rightarrow x^3+y^3\ge xy\left(x+y\right)\)
\(\Rightarrow x^3+y^3+1\ge xy\left(x+y\right)+xyz\)
\(\Rightarrow\dfrac{1}{x^3+y^3+1}\le\dfrac{1}{xy\left(x+y+z\right)}\)
Dấu ''='' xảy ra <=> x = y
Tượng tự có:
\(\dfrac{1}{y^3+z^3+1}\le\dfrac{1}{yz\left(x+y+z\right)}\)
dấu = xảy ra <=> y = z
\(\dfrac{1}{z^3+x^3+1}\le\dfrac{1}{zx\left(x+y+z\right)}\)
dấu ''='' xảy ra <=> z = x
\(\Rightarrow P\le\dfrac{x+y+z}{xyz\left(x+y+z\right)}=1\)
xảy ra khi x = y = z = 1
Lời giải:
Áp dụng BĐT Bunhiacopxky:
\(\left(\frac{1}{x}+\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}\right)(x+x+y+z)\geq (1+1+1+1)^2\)
\(\Rightarrow \frac{2}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}\geq \frac{16}{2x+y+z}\)
Hoàn toàn tương tự:
\(\frac{1}{x}+\frac{2}{y}+\frac{1}{z}\geq \frac{16}{x+2y+z}\)
\(\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{2}{z}\geq \frac{16}{x+y+2z}\)
Cộng theo vế các BĐT vừa thu được:
\(\Rightarrow 4\left(\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}\right)\geq 16\left(\frac{1}{2x+y+z}+\frac{1}{x+2y+z}+\frac{1}{x+y+2z}\right)\)
\(\Rightarrow 16\geq 16\left(\frac{1}{2x+y+z}+\frac{1}{x+2y+z}+\frac{1}{x+y+2z}\right)\)
\(\Rightarrow \frac{1}{2x+y+z}+\frac{1}{x+2y+z}+\frac{1}{x+y+2z}\leq 1\)
Ta có đpcm.
Ta có :
\(\dfrac{1}{2x+y+z}=\dfrac{16}{16\left(x+x+y+z\right)}\le\dfrac{1}{16}\left(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\right)\)
\(\dfrac{1}{x+2y+z}=\dfrac{16}{16\left(x+y+y+z\right)}\le\dfrac{1}{16}\left(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\right)\)
\(\dfrac{1}{x+y+2z}=\dfrac{16}{16\left(x+y+z+z\right)}\le\dfrac{1}{16}\left(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}+\dfrac{1}{z}\right)\)
Cộng từng vế của BĐT ta được :
\(\dfrac{1}{2x+y+z}+\dfrac{1}{x+2y+z}+\dfrac{1}{x+y+2z}\le\dfrac{1}{16}\left(\dfrac{4}{x}+\dfrac{4}{y}+\dfrac{4}{z}\right)=\dfrac{1}{4}\left(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\right)=1\)
Vậy BĐT đã được chứng minh !