Cho các số dương a,b,c. Chứng minh bất đẳng thức: \(\frac{a+b}{c}+\frac{b+c}{a}+\frac{c+a}{b}\ge4\left(\frac{a}{b+c}+\frac{b}{c+a}+\frac{c}{a+b}\right)\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Lời giải:
Ta viết lại biểu thức vế trái:
\(\text{VT}=\frac{a+b}{c}+\frac{b+c}{a}+\frac{c+a}{b}=\left(\frac{a}{c}+\frac{a}{b}\right)+\left(\frac{b}{c}+\frac{b}{a}\right)+\left(\frac{c}{a}+\frac{c}{b}\right)\)
\(=a\left(\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)+b\left(\frac{1}{c}+\frac{1}{a}\right)+c\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}\right)\)
Áp dụng BĐT Svac-xơ: \(\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\geq \frac{4}{b+c}; \frac{1}{c}+\frac{1}{a}\geq \frac{4}{c+a}; \frac{1}{a}+\frac{1}{b}\geq \frac{4}{a+b}\)
Do đó:
\(\text{VT}\geq a.\frac{4}{b+c}+b.\frac{4}{c+a}+c.\frac{4}{a+b}=4\left(\frac{a}{b+c}+\frac{b}{c+a}+\frac{c}{a+b}\right)\) (đpcm)
Dấu "=" xảy ra khi $a=b=c$
Có: \(\frac{a}{b}+\frac{b}{c}+\frac{c}{a}+3\ge4\left(\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+c}+\frac{c}{c+a}\right)\)
<=> \(\left(\frac{a}{b}+1\right)+\left(\frac{b}{c}+1\right)+\left(\frac{c}{a}+1\right)\ge\frac{4a}{a+b}+\frac{4b}{b+c}+\frac{4c}{c+a}\)
<=> \(\frac{a+b}{b}+\frac{b+c}{c}+\frac{c+a}{a}\ge\frac{4a}{a+b}+\frac{4b}{b+c}+\frac{4c}{c+a}\)
<=> \(\frac{a+b}{b}+\frac{b+c}{c}+\frac{c+a}{a}+\frac{4b}{a+b}+\frac{4c}{b+c}+\frac{4a}{c+a}\)
\(\ge\frac{4a}{a+b}+\frac{4b}{b+c}+\frac{4c}{c+a}+\frac{4b}{a+b}+\frac{4c}{b+c}+\frac{4a}{c+a}\)
<=> \(\left(\frac{a+b}{b}+\frac{4b}{a+b}\right)+\left(\frac{b+c}{c}+\frac{4c}{b+c}\right)+\left(\frac{c+a}{a}+\frac{4a}{c+a}\right)\)
\(\ge\left(\frac{4a}{a+b}+\frac{4b}{a+b}\right)+\left(\frac{4b}{b+c}+\frac{4c}{b+c}\right)+\left(\frac{4c}{c+a}+\frac{4a}{c+a}\right)\)
<=> \(\left(\frac{a+b}{b}+\frac{4b}{a+b}\right)+\left(\frac{b+c}{c}+\frac{4c}{b+c}\right)+\left(\frac{c+a}{a}+\frac{4a}{c+a}\right)\ge4+4+4\)
<=> \(\left(\frac{a+b}{b}+\frac{4b}{a+b}\right)+\left(\frac{b+c}{c}+\frac{4c}{b+c}\right)+\left(\frac{c+a}{a}+\frac{4a}{c+a}\right)\ge12\)(1)
Áp dụng Cô-si: (1) đúng.
Vậy Bất đẳng thức ban đầu đúng.
"=" <=> a = b = c.
\(\frac{a}{b}+\frac{b}{c}+\frac{c}{a}+3\ge4\left(\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+c}+\frac{c}{a+c}\right)\)
\(\Leftrightarrow\left(\frac{a}{b}+1\right)+\left(\frac{b}{c}+1\right)+\left(\frac{c}{a}+1\right)\ge4\left(\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+c}+\frac{c}{c+a}\right)\)
\(\Leftrightarrow\frac{a+b}{b}-\frac{4a}{a+b}+\frac{b+c}{c}-\frac{4b}{b+c}+\frac{c+a}{a}-\frac{4c}{c+a}\ge0\)
\(\Leftrightarrow\frac{\left(a-b\right)^2}{b\left(a+b\right)}+\frac{\left(b-c\right)^2}{c\left(b+c\right)}+\frac{\left(c-a\right)^2}{a\left(a+c\right)}\ge0\)
Luôn đúng vì a,b,c là các số dương
Dấu "=" xảy ra <=> a=b=c
Với điều kiện \(ab+bc+ca+abc=4\) thì \(VP-VT=\frac{bc^2\left(a-b\right)^2+ca^2\left(b-c\right)^2+ab^2\left(c-a\right)^2}{\left(a^2+2b\right)\left(b^2+2c\right)\left(c^2+2a\right)}\ge0\)
Bớt 6 ở hai vế BĐT cần chứng minh tương đương:
\(\frac{\left(8c-a-b\right)\left(a-b\right)^2+\left(a+b\right)\left(a+b-2c\right)^2}{4abc}\le\frac{\left(7a+7b-2c\right)\left(a-b\right)^2+\left(a+b+2c\right)\left(a+b-2c\right)^2}{2\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)}\)
\(\Leftrightarrow\frac{1}{2}\left(a-b\right)^2\left[\frac{7a+7b-2c}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)}-\frac{8c-a-b}{2abc}\right]+\frac{1}{2}\left(a+b-2c\right)^2\left[\frac{a+b+2c}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)}-\frac{a+b}{2abc}\right]\ge0\)
Tới phần khó chừa lại cho bạn:V
Tiện tay chém trước vài bài dễ.
Bài 1:
\(VT=\Sigma_{cyc}\sqrt{\frac{a}{b+c}}=\Sigma_{cyc}\frac{a}{\sqrt{a\left(b+c\right)}}\ge\Sigma_{cyc}\frac{a}{\frac{a+b+c}{2}}=\frac{2\left(a+b+c\right)}{a+b+c}=2\)
Nhưng dấu bằng không xảy ra nên ta có đpcm. (tui dùng cái kí hiệu tổng cho nó gọn thôi nha!)
Bài 2:
1) Thấy nó sao sao nên để tối nghĩ luôn
2)
c) \(VT=\left(a-b+1\right)^2+\left(b-1\right)^2\ge0\)
Đẳng thức xảy ra khi a = 0; b = 1
Bài 1:
Ta có: \(\frac{ab}{a+b}=ab.\frac{1}{a+b}\le\frac{ab}{4}\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}\right)=\frac{b}{4}+\frac{a}{4}\)
Tương tự các BĐT còn lại rồi cộng theo vế ta có d9pcm.
Bài 2: 2 bài đều dùng Svac cả!