cho tam giác ABC có 3 cạnh a, b, c thoả mãn a + b + c = 6
\(CMR:52\le3\left(a^2+b^2+c^2\right)+2abc<54\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
2) Ta có: Áp dụng bất đẳng thức:
\(xy\le\frac{\left(x+y\right)^2}{4}\) ta được:
\(\left(a+b-c\right)\left(b+c-a\right)\le\frac{\left(a+b-c+b+c-a\right)^2}{4}=\frac{4b^2}{4}=b^2\)
Tương tự chứng minh được:
\(\left(b+c-a\right)\left(a+c-b\right)\le c^2\)
\(\left(a+b-c\right)\left(a+c-b\right)\le a^2\)
Nhân vế 3 bất đẳng thức trên với nhau ta được:
\(\left[\left(a+b-c\right)\left(b+c-a\right)\left(c+a-b\right)\right]^2\le\left(abc\right)^2\)
\(\Rightarrow\left(a+b-c\right)\left(b+c-a\right)\left(c+a-b\right)\le abc\)
Dấu "=" xảy ra khi: \(a=b=c\)
Ta có a < b + c
=> 2a < a + b + c = 2
=> a < 1
Tương tự b < 1, c < 1
Từ đó ta có (1 - a)(1 - b)(1 - c) > 0
<=> -abc + ab + bc + ca - a - b - c + 1 > 0
<=> abc < ab + bc + ca - 1
<=> 2abc < 2(ab + bc + ca) - 2
a2 + b2 + c2 + 2abc < a2 + b2 + c2 + 2(ab + bc + ca) - 2 = (a + b + c)2 - 2 = 2
Điều phải cm tương đương với
\(\left(a+b+c\right)^2-2\left(ab+bc+ca\right)+2abc< 2\)
\(4-2\left(ab+bc+ca\right)+2abc-2< 0\)
\(2-ab-bc-ca+abc-1< 0\)
Ta có: a,b,c là 3 cạnh của tam giác nên thỏa mãn bđt:\(\hept{\begin{cases}c< a+b\\b< c+a\\a< c+b\end{cases}}\)<=>\(\hept{\begin{cases}2c< a+b+c\\2b< a+b+c\\2a< a+b+c\end{cases}}\)=>\(\hept{\begin{cases}c< 1\\b< 1\\a< 1\end{cases}}\)
=>\(\left(c-1\right)\left(b-1\right)\left(a-1\right)< 0\)
<=> \(abc-ab-bc-ca+a+b+c-1< 0\)
<=> \(abc-ab-bc-ca+2-1< 0\)(do a+b+c=2)
đpcm
a/ Ta có:
\(\sqrt{\left(a+b-c\right)\left(b+c-a\right)}\le\frac{a+b-c+b+c-a}{2}=b\left(1\right)\)
Tương tự ta có:
\(\hept{\begin{cases}\sqrt{\left(a+b-c\right)\left(c+a-b\right)}\le a\left(2\right)\\\sqrt{\left(b+c-a\right)\left(c+a-b\right)}\le c\left(3\right)\end{cases}}\)
Lấy (1), (2), (3) nhân vế theo vế ta được
\(\left(a+b-c\right)\left(b+c-a\right)\left(c+a-b\right)\le abc\)
Do a;b;c là 3 cạnh của 1 tam giác
\(\Rightarrow a< b+c\Rightarrow2a< a+b+c=6\Rightarrow a< 3\)
Chứng minh tương tự ta được: \(b< 3;c< 3\)
\(\Rightarrow3-a>0;3-b>0,3-c>0\)
Do đó:
\(\left(3-a\right)\left(3-b\right)\left(3-c\right)\le\left(\dfrac{3-a+3-b+3-c}{3}\right)^3=\left(\dfrac{9-\left(a+b+c\right)}{3}\right)^3=1\)
\(\Leftrightarrow-abc+3\left(ab+bc+ca\right)-9\left(a+b+c\right)+27\le1\)
\(\Leftrightarrow-abc+3\left(ab+bc+ca\right)-27\le1\)
\(\Leftrightarrow abc\ge3\left(ab+bc+ca\right)-28\)
\(\Leftrightarrow2abc\ge6\left(ab+bc+ca\right)-56\)
\(\Leftrightarrow3\left(a^2+b^2+c^2\right)+2abc\ge3\left(a^2+b^2+c^2\right)+6\left(ab+bc+ca\right)-56\)
\(\Leftrightarrow3\left(a^2+b^2+c^2\right)+2abc\ge3\left(a+b+c\right)^2-56=52\) (đpcm)
Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=2\)
BĐT vế phải:
Vẫn từ chứng minh trên, \(3-a>0;3-b>0,3-c>0\)
\(\Rightarrow\left(3-a\right)\left(3-b\right)\left(3-c\right)>0\)
\(\Leftrightarrow-abc+3\left(ab+bc+ca\right)-9\left(a+b+c\right)+27>0\)
\(\Leftrightarrow-abc+3\left(ab+bc+ca\right)-27>0\)
\(\Leftrightarrow abc< 3\left(ab+bc+ca\right)-27\)
\(\Leftrightarrow2abc< 6\left(ab+bc+ca\right)-54\)
\(\Leftrightarrow3\left(a^2+b^2+c^2\right)+2abc< 3\left(a^2+b^2+c^2\right)+6\left(ab+bc+ca\right)-54\)
\(\Leftrightarrow3\left(a^2+b^2+c^2\right)+2abc< 3\left(a+b+c\right)^2-54=54\) (đpcm)