Cho ba số thực dương x,y,z thỏa mãn x+y=z=9
TÌM GTNN của biểu thức :
[tex]S=\dfrac{x^{3}}{x^{2}+xy+y^{2}}+\dfrac{y^{3}}{y^{2}+yz+z^{2}}+\dfrac{z^{3}}{z^{2}+zx+x^{2}}[/tex]
[tex]Giải:[/tex]
Ta đặt: [tex]A=\dfrac{x^{3}}{x^{2}+xy+y^{2}}[/tex]
[tex]B=\dfrac{y^{3}}{y^{2}+yz+z^{2}}[/tex]
[tex]C=\dfrac{z^{3}}{z^{2}+zx+x^{2}}[/tex]
[tex]D=\dfrac{y^{3}}{x^{2}+xy+y^{2}}[/tex]
[tex]E=\dfrac{z^{3}}{y^{2}+yz+z^{2}}[/tex]
[tex]F=\dfrac{x^{3}}{z^{2}+zx+x^{2}}[/tex]
Ta có: [tex]A - D + B - E + C - F = x - y + y - z + z - x =0[/tex]
Suy ra: [tex]A + B + C = D + E + F [/tex]
Suy ra: [tex]S= A + B + C = D + E + F =[/tex] [tex]\dfrac{1}{2} \left ( A+B+C+D+E+F \right )[/tex]
[tex]=\dfrac{1}{2} \left ( \dfrac{x^{3}+y^{3}}{x^{2}+xy+y^{2}}+\dfrac{y^{3}+z^{3}}{y^{2}+yz+z^{2}}+\dfrac{z^{3}}{z^{2}+zx+x^{2}} \right ) (1) [/tex]
Ta có:[tex]\dfrac{x^{3}+ y^{3}}{x^2 + xy + y^2}= \dfrac{x^2 - xy+y^2}{x^2+xy+y^2}(x+y)[/tex]
Ta đi chứng minh bất đẳng thức sau:
[tex]\dfrac{x^{2}-xy+y^{2}}{x^2+ xy + y^2 } \geq \dfrac{1}{3}[/tex]
[tex]\Leftrightarrow 3x^{2}- 3xy+3y^2 \geq x^2+xy+y^2[/tex]
[tex]\Leftrightarrow 2x^{2}- 4xy + 2y^{2} \geq 0[/tex] => bất đẳng thức đúng
[tex]\Rightarrow \dfrac{x^2- xy+ y^2}{x^2+xy+y^2}(x+y) \geq \dfrac{x+y}{3}[/tex]
[tex]S=\dfrac{1}{2} (A+B+C+D+E+F) \geq \dfrac{1}{2}.\dfrac{2(x+y+z)}{3} = 3[/tex]
Dấu bằng xảy ra khi [tex]x=y=z=3[/tex]
Vậy Min $S = 3$ khi [tex]x=y=z=3[/tex]