Cho a,b,c là 3 cạnh của tam giác có chu vi =1. CMR
[TEX](\sqrt[3]{a^2}+\sqrt[3]{b^2}+\sqrt[3]{c^2})(\sqrt[3]{a}+\sqrt[3]{b}+\sqrt[3]{c})\leq 2+3\sqrt[3]{abc}[/TEX]
Đặt [TEX]a=x^3, b=y^3, c=z^3 \Rightarrow x^3+y^3+z^3=1[/TEX]
BĐT tương đương với [TEX](x^2+y^2+z^2)(x+y+z) \leq 2+3xyz [/TEX]
[TEX]\Leftrightarrow (x^2+y^2+z^2)(x+y+z) \leq 2(x^3+y^3+z^3)+3xyz[/TEX]
[TEX]\Leftrightarrow x^3+y^3+z^3+3xyz \geq x^2y+xy^2+y^2z+yz^2+z^2x+zx^2[/TEX]
BĐT trên là BĐT Schur. Phép chứng minh của nó đã có nhiều, ở đây tôi chỉ giới thiệu 1 cách:
Sử dụng biến đổi [TEX]x^3+y^3+z^3+3xyz-x^2y-xy^2-y^2z-yz^2-z^2x-zx^2[/TEX]
[TEX]=xyz-(x+y-z)(y+z-x)(z+x-y)[/TEX]
Việc chứng minh BĐT [TEX]xyz \geq (x+y-z)(y+z-x)(z+x-y)[/TEX] đúng khá đơn giản.
Nếu trong 3 số (x+y-z), (y+z-x), (z+x-y) có 1 số âm thì BDT đúng.
Nếu cả 3 số cùng dương, áp dụng BDT Cauchy ta có [TEX]\sqrt{(x+y-z)(y+z-x)} \leq \frac{(x+y-z)+(y+z-x)}2=y[/TEX]
Tương tự với x và z rồi nhân theo vế cả 3 BDT thu được dpcm.
Đẳng thức xảy ra khi x=y=z hay a=b=c=1/3.