Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Ta có: \(\frac{a+1}{a}+\frac{b+1}{b}=\frac{ab+a+b+ab}{ab}=2+\frac{a+b}{ab}\in Z\)
\(\Rightarrow\frac{a+b}{ab}\in Z\forall a,b>0\) nên \(\frac{a+b}{ab}\ge1\Rightarrow a+b\ge ab\)
Do d là ước a nên \(a⋮d\Rightarrow a\ge d>0\)
d là ước b nên \(b⋮d\Rightarrow b\ge d>0\)
Suy ra \(ad\ge d^2\Rightarrow a+b\ge d^2\Rightarrow\sqrt{a+b}\ge d\)
Điều phải chứng minh
\(P=\frac{a+1}{a}+\frac{b+1}{b}=2+\frac{1}{a}+\frac{1}{b}=2+\frac{a+b}{ab}\)
\(\hept{\begin{cases}a,b>0\\P\in Z\end{cases}\Rightarrow ab\le\left(a+b\right)}\)(*) a,b vai trò như nhau; g/s \(a\le b\Rightarrow d\le a\le b\Rightarrow d^2\le ab\)
Từ (*)\(\Rightarrow d^2\le ab\le\left(a+b\right)\Rightarrow d\le\sqrt{ab}\le\sqrt{a+b}\)
Đẳng thức chỉ xẩy ra khi a=b=2=> dpcm
Đây là số học lớp 10.
Thiếu\(\left(a;b\right)=d\)
Vì \(\frac{a+1}{b}+\frac{b+1}{a}\inℤ\Rightarrow a^2+b^2+a+b⋮ab\)
Lại có:\(\hept{\begin{cases}a⋮d\\b⋮d\end{cases}}\)Suy ra ab\(⋮\)\(d^2\)
\(\Rightarrow a^2+b^2+a+b⋮d^2\)
Mà \(a^2+b^2⋮d^2\)
Suy ra \(a+b⋮d^2\Rightarrow a+b\ge d^2\Rightarrow\sqrt{a+b}\ge d\)(đpcm)
1,
\(\frac{a}{1+\frac{b}{a}}+\frac{b}{1+\frac{c}{b}}+\frac{c}{1+\frac{a}{c}}=\frac{a^2}{a+b}+\frac{b^2}{b+c}+\frac{c^2}{c+a}\ge\frac{\left(a+b+c\right)^2}{2\left(a+b+c\right)}=\frac{a+b+c}{2}\ge\frac{\sqrt{ab}+\sqrt{bc}+\sqrt{ca}}{2}=\frac{2}{2}=1\left(Q.E.D\right)\)
Dễ dàng dự đoán được dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=\frac{1}{3}\)Nhận thấy các đại lượng trong căn và mẫu đồng chưa bậc nên suy nghĩ đầu tiên là đồng bậc. Để ý đến giả thiết a+b+c=1 ta thấy \(a^2+abc=a^2\left(a+b+c\right)+abc=a\left(a+b\right)\left(a+c\right)\)
\(c+ab=a\left(a+b+c\right)+ab=\left(a+c\right)\left(b+c\right)\)
Hoàn toàn tương tự ta có \(b^2+abc=b\left(b+a\right)\left(b+c\right);c^2+abc=c\left(c+b\right)\left(c+a\right)\)
\(b+ac=\left(a+b\right)\left(b+c\right);a+bc=\left(a+b\right)\left(b+c\right)\)
Khi đó bất đẳng thức cần chứng minh trở thành
\(\frac{\sqrt{a\left(a+b\right)\left(a+c\right)}}{\left(a+c\right)\left(b+c\right)}+\frac{\sqrt{b\left(b+c\right)\left(b+a\right)}}{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}+\frac{\sqrt{c\left(c+a\right)\left(c+b\right)}}{\left(b+a\right)\left(b+c\right)}\le\frac{1}{2\sqrt{abc}}\)
hay \(\frac{a\sqrt{bc\left(a+b\right)\left(a+c\right)}}{\left(a+c\right)\left(c+b\right)}+\frac{b\sqrt{ab\left(b+c\right)\left(a+b\right)}}{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}+\frac{c\sqrt{ab\left(a+b\right)\left(b+c\right)}}{\left(c+b\right)\left(b+a\right)}\le\frac{1}{2\sqrt{abc}}\)
Quan sát bất đẳng thức trên ta liên tưởng đến bất đẳng thức Cauchy, để ý là
\(bc\left(a+b\right)\left(a+c\right)=c\left(a+b\right)\cdot b\left(a+c\right)=b\left(a+b\right)\cdot c\left(a+c\right)\)
Trong 2 cách viết trên ta chọn cách viết thứ nhất vì khi sử dụng bất đẳng thức Cauchy dạng \(2\sqrt{xy}\le x+y\)thì không tạo ra các đại lượng có chứa các bình phương. Khi đó áp dụng bất đẳng thức Cauchy ta được
\(\sqrt{bc\left(a+b\right)\left(a+c\right)}\le\frac{b\left(a+c\right)+c\left(a+b\right)}{2}=\frac{ab+2bc+ca}{2}\)
Áp dụng tương tự ta được
\(\frac{a\sqrt{bc\left(a+b\right)\left(a+c\right)}}{\left(c+a\right)\left(c+b\right)}+\frac{b\sqrt{ac\left(b+c\right)\left(a+b\right)}}{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}+\frac{c\sqrt{ab\left(a+c\right)\left(b+c\right)}}{\left(b+c\right)\left(b+a\right)}\)\(\le\frac{a\left(ab+2bc+ca\right)}{2\left(c+a\right)\left(c+b\right)}+\frac{b\left(ab+bc+2ac\right)}{2\left(a+b\right)\left(a+c\right)}+\frac{c\left(2ab+bc+ca\right)}{2\left(b+c\right)\left(b+a\right)}\)
Phép chứng minh sẽ hoàn tất nếu ta chỉ ra được \(\frac{a\left(ab+2bc+ca\right)}{2\left(c+a\right)\left(c+b\right)}+\frac{b\left(ab+bc+2ac\right)}{2\left(a+b\right)\left(a+c\right)}+\frac{c\left(2ab+bc+ca\right)}{2\left(b+c\right)\left(b+a\right)}\le1\)
hay \(a\left(ab+2bc+ca\right)\left(a+b\right)+b\left(b+c\right)\left(ab+bc+2ca\right)+c\left(c+b\right)\left(2ab+bc+ca\right)\)\(\le\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)\)
Vế trái của bất đẳng thức là bậc bốn còn vế phải là bậc ba nên ta có thể đồng bậc là
\(a\left(ab+2bc+ca\right)+b\left(b+c\right)\left(ab+bc+2ac\right)+c\left(c+b\right)\left(2ab+bc+ca\right)\)
\(\le\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)\left(a+b+c\right)\)
Triển khai và thu gọn ta được \(a^3\left(b+c\right)+b^3\left(c+a\right)+c^3\left(a+b\right)+a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2+5\left(a^2bc+ab^2c+abc^2\right)\)
\(\le a^3\left(b+c\right)+b^3\left(a+c\right)+c^3\left(a+b\right)+2\left(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2\right)+4\left(a^2bc+ba^2c+abc^2\right)\)
hay \(abc\left(a+b+c\right)\le a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2\), đây là một đánh giá đúng
Dấu đẳng thức xảy ra tại \(a=b=c=\frac{1}{3}\)
Ta có \(a+b+c\le\sqrt{3}\)
\(\Rightarrow\left(a+b+c\right)^2\le3\)
\(\Rightarrow\frac{\left(a+b+c\right)^2}{3}\le1\)
Theo hệ quả của bất đẳng thức Cauchy
\(\Rightarrow\left(a+b+c\right)^2\ge3\left(ab+bc+ac\right)\)
\(\Rightarrow\frac{\left(a+b+c\right)^2}{3}\ge ab+bc+ac\)
\(\Rightarrow1\ge ab+bc+ac\)
\(\Rightarrow\left\{\begin{matrix}1+a^2\ge a^2+ab+bc+ac\\1+b^2\ge b^2+ab+bc+ac\\1+c^2\ge c^2+ab+bc+ac\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\left\{\begin{matrix}\sqrt{1+a^2}\ge\sqrt{a^2+ab+bc+ca}\\\sqrt{1+b^2}\ge\sqrt{b^2+ab+bc+ca}\\\sqrt{1+c^2}\ge\sqrt{c^2+ab+bc+ca}\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\left\{\begin{matrix}\frac{a}{\sqrt{1+a^2}}\le\frac{a}{\sqrt{a^2+ab+bc+ac}}\\\frac{b}{\sqrt{1+b^2}}\le\frac{b}{\sqrt{b^2+ab+bc+ac}}\\\frac{c}{\sqrt{1+c^2}}\le\frac{c}{\sqrt{c^2+ab+bc+ac}}\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\frac{a}{\sqrt{a^2+1}}+\frac{b}{\sqrt{b^2+1}}+\frac{c}{\sqrt{c^2+1}}\le\frac{a}{\sqrt{a^2+ab+bc+ca}}+\frac{b}{\sqrt{b^2+ab+bc+ca}}+\frac{c}{\sqrt{c^2+ab+bc+ca}}\)
\(\Rightarrow\frac{a}{\sqrt{a^2+1}}+\frac{b}{\sqrt{b^2+1}}+\frac{c}{\sqrt{c^2+1}}\le\frac{a}{\sqrt{a\left(a+b\right)+c\left(a+b\right)}}+\frac{b}{\sqrt{b\left(b+a\right)+c\left(a+b\right)}}+\frac{c}{\sqrt{c\left(c+a\right)+b\left(c+a\right)}}\)
\(\Rightarrow\frac{a}{\sqrt{a^2+1}}+\frac{b}{\sqrt{b^2+1}}+\frac{c}{\sqrt{c^2+1}}\le\frac{a}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}}+\frac{b}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}}+\frac{c}{\sqrt{\left(c+a\right)\left(c+b\right)}}\)
Xét \(\frac{a}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}}+\frac{b}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}}+\frac{c}{\sqrt{\left(c+a\right)\left(c+b\right)}}\)
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy ngược dấu cho 2 bộ số thực không âm
\(\Rightarrow\left\{\begin{matrix}\sqrt{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}\ge\frac{2a+b+c}{2}\\\sqrt{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}\ge\frac{a+2b+c}{2}\\\sqrt{\left(c+a\right)\left(c+b\right)}\ge\frac{a+b+2c}{2}\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\left\{\begin{matrix}\frac{a}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}}\le\frac{2a}{2b+b+c}\\\frac{b}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}}\le\frac{2b}{a+2b+c}\\\frac{c}{\sqrt{\left(c+a\right)\left(c+b\right)}}\le\frac{2c}{a+b+2c}\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\frac{a}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}}+\frac{b}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}}+\frac{c}{\sqrt{\left(c+a\right)\left(c+b\right)}}\le2\left(\frac{a}{2a+b+c}+\frac{b}{a+2b+c}+\frac{c}{a+b+2c}\right)\)
Chứng minh rằng: \(2\left(\frac{a}{2a+b+c}+\frac{b}{a+2b+c}+\frac{c}{a+b+2c}\right)\le\frac{3}{2}\)
\(\Leftrightarrow\frac{a}{2a+b+c}+\frac{b}{a+2b+c}+\frac{c}{a+b+2c}\le\frac{3}{4}\)
Áp dụng bất đẳng thức \(\frac{1}{a+b}\ge\frac{1}{4}\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}\right)\) với a , b > 0
\(\Rightarrow\frac{a}{2a+b+c}=\frac{a}{a+c+a+b}\le\frac{a}{4}\left(\frac{1}{a+b}+\frac{1}{a+c}\right)\)
\(\Rightarrow\frac{b}{a+2b+c}=\frac{b}{a+b+b+c}\le\frac{b}{4}\left(\frac{1}{a+b}+\frac{1}{b+c}\right)\)
\(\Rightarrow\frac{c}{a+b+2c}=\frac{c}{a+c+b+c}\le\frac{c}{4}\left(\frac{1}{a+c}+\frac{1}{b+c}\right)\)
\(\Rightarrow VT\le\frac{a}{4\left(a+b\right)}+\frac{a}{4\left(a+c\right)}+\frac{b}{4\left(a+b\right)}+\frac{b}{4\left(b+c\right)}+\frac{c}{4\left(a+c\right)}+\frac{c}{4\left(b+c\right)}\)
\(\Rightarrow VT\le\frac{a}{4\left(a+b\right)}+\frac{b}{4\left(a+b\right)}+\frac{a}{4\left(a+c\right)}+\frac{c}{4\left(a+c\right)}+\frac{b}{4\left(b+c\right)}+\frac{c}{4\left(b+c\right)}\)
\(\Rightarrow VT\le\frac{1}{4}+\frac{1}{4}+\frac{1}{4}=\frac{3}{4}\left(đpcm\right)\)
\(\Rightarrow2\left(\frac{a}{2a+b+c}+\frac{b}{a+2b+c}+\frac{c}{a+b+2c}\right)\le\frac{3}{2}\)
\(\Rightarrow\frac{a}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}}+\frac{b}{\sqrt{\left(a+b\right)\left(b+c\right)}}+\frac{c}{\sqrt{\left(c+a\right)\left(c+b\right)}}\le\frac{3}{2}\)
Vậy \(\frac{a}{\sqrt{a^2+1}}+\frac{b}{\sqrt{b^2+1}}+\frac{c}{\sqrt{c^2+1}}\le\frac{3}{2}\left(đpcm\right)\)
Lời giải khác:
Áp dụng bđt Cauchy-Schwarz:
\((a^2+1)(1+3)\geq (a+\sqrt{3})^2\)\(\Rightarrow \frac{a}{\sqrt{a^2+1}}\leq \frac{2a}{a+\sqrt{3}}\)
Thực hiện tương tự với các phân thức còn lại:
\(\Rightarrow \frac{a}{\sqrt{a^2+1}}+\frac{b}{\sqrt{b^2+1}}+\frac{c}{\sqrt{c^2+1}}\leq 2\left ( \frac{a}{a+\sqrt{3}}+\frac{b}{b+\sqrt{3}}+\frac{c}{c+\sqrt{3}} \right )=2A\) $(1)$
Lại có:
\(\)\(A=\left ( 1-\frac{\sqrt{3}}{a+\sqrt{3}} \right )+\left ( 1-\frac{\sqrt{3}}{b+\sqrt{3}} \right )+\left ( 1-\frac{\sqrt{3}}{c+\sqrt{3}} \right )=3-\sqrt{3}\left ( \frac{1}{a+\sqrt{3}}+\frac{1}{b+\sqrt{3}}+\frac{1}{c+\sqrt{3}} \right )\)
Cauchy-Schwarz kết hợp với \(a+b+c\leq \sqrt{3}\):
\(A\leq 3-\frac{9\sqrt{3}}{a+b+c+3\sqrt{3}}\leq 3-\frac{9\sqrt{3}}{4\sqrt{3}}=\frac{3}{4}\) $(2)$
Từ \((1),(2)\Rightarrow \text{VT}\leq 2A\leq \frac{3}{2}\) (đpcm)
Dấu bằng xảy ra khi \(a=b=c=\frac{1}{\sqrt{3}}\)
sorry rất nhìu
d là ước dương của a và b suy ra: \(\hept{\begin{cases}a=d.a^'\\b=d.b^'\end{cases}}\)
có \(\frac{a+1}{b}+\frac{b+1}{a}\)nguyên dương suy ra \(\frac{a^2+b^2+a+b}{ab}\)nguyên dương\(\Rightarrow a^2+b^2+a+b\)chia hết cho a.b
có \(a.b=d.a^'.d.b^'=a^'.b^'d^2\Rightarrow a^2+b^2+a+b\)chia hết cho \(d^2\)
ta có: \(a^2+b^2+a+b=d^2.\left(a^'\right)^2+d^2\left(b^'\right)^2+d.a^'+d.b^'\)
\(=d\left(d\left(a^'\right)^2+d\left(b^'\right)^2+a^'+b^'\right)\)chia hết cho \(d^2\)
suy ra \(d\left(a^'\right)^2+d\left(b^'\right)^2+a^'+b^'=d\left(a^'+b^'\right)+a^'+b^'\)chia hết cho d \(\Rightarrow a^'+b^'\)chia hết cho d.\(\Rightarrow a^'+b^'\ge d\Leftrightarrow d.a^'+d.b^'\ge d^2\Leftrightarrow a+b\ge d^2\Leftrightarrow d\le\sqrt{a+b}\)