Bài bất đẳng thức

V

vodichhocmai

Với mọi số thực x, y và z thuộc đoạn [1;3]. Chứng minh :

[TEX](x+y+z)(1/x+1/y+1/z)\leq 12[/TEX]

Tôi nghĩ rằng con số [TEX]12[/TEX] của bạn là quá nhẹ so với bài tôi


[TEX]gs:\ \ a\ge b\ge c\ \ \to 1\le \frac{a}{c}\le 3[/TEX]

Ta có :

[TEX](a-b)(b-c)\ge 0 \leftrightarrow ab+bc\ge b^2+ac[/TEX]

[TEX]\rightarrow \left{\frac{a}{c}+1\ge \frac{b}{c}+\frac{a}{b}\\1+\frac{c}{a}\ge \frac{b}{a}+\frac{c}{b}\ \ (!!)[/TEX]

[TEX](!)&(!!)\to LHS \le 5+2\(\frac{a}{c}+\frac{c}{a}\)[/TEX]

Xét hàm số :

[TEX]y=x+\frac{1}{x}\ \ \ \ \ \ 1\le x\le 3[/TEX]

[TEX]\ \ y'=1-\frac{1}{x^2}=\frac{x^2-1}{x^2}\ge 0 \ \ \forall x\ \ 1\le x\le 3[/TEX]

[TEX]\to x+\frac{1}{x}\le \frac{10}{3}[/TEX]

[TEX]\to LHS \le \frac{35}{3}[/TEX]

Đẳng thức xảy ra khi :

[TEX]\left{a=b=3\\c=1\\Cyclic[/TEX] [TEX]Hay:\ \ \left{a=b=1\\c=3\\Cyclic[/TEX]
 
V

vodichhocmai

Thật tình là tôi không muốn giải ra số [TEX]12[/TEX] vì đẳng thức không thể xảy ra , nhưng nếu bạn muốn giải thì tôi có thể giải rật nhẹ và đơn giải

Nếu [TEX]a_1,a_2,....,a_k\in [m;n]m>0[/TEX] Thì [TEX]k^2\le A=\sum_{i=1}^k a_i.\sum_{i=1}^k \frac{1}{a_i}\le \frac{k^2(m+n)^2}{4mn}[/TEX]

[TEX](*)[/TEX]Thật vậy theo [TEX]AM-GM[/TEX] cho [TEX]k[/TEX] số dương ta được .

[TEX]\sum_{i=1}^k a_i\ge k\sqrt[k]{\prod_{i=1}^{k}a_i}[/TEX]

[TEX]\sum_{i=1}^k \frac{1}{a_i}\ge k\sqrt[k]{\prod_{i=1}^{k}\frac{1}{a_i}}[/TEX]

Nhân vế theo vế ta được

[TEX]\righ A\ge k^2(1)[/TEX].

[TEX](*)[/TEX] Xét hàm số :

[TEX]f(x)=x^2-(m+n)x+mn\le 0\foral x\in[m;n][/TEX] [TEX]\righ x+\frac{mn}{x}\le (m+n)[/TEX]

[TEX]\left{a_1+\frac{mn}{a_1}\le (m+n)\\......................\\ a_k+ \frac{mn}{a_k} \le (m+n)[/TEX]

Cộng vế theo vế ta được và áp dụng [TEX]AM-GM[/TEX] ta được . .

[TEX]\righ k(m+n)\ge \sum_{i=1}^k a_i+\sum_{i=1}^k mn\frac{1}{a_i}\ge 2\sqrt[2]{mn.A}[/TEX]

[TEX]\righ A\le\frac{k^2(m+n)^2}{4mn}(2)[/TEX]

Từ [TEX](1)&(2)[/TEX] Ta được bổ đề chứng minh xong .
 
V

vodichhocmai

Ác một cái là bài trên là hay nhưng không bao giờ thi đại học , mà bài dưới dỡ và không xảy đẳng thức nhưng lại cứ cho thi hoài :)
 
Top Bottom