Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Ta có: \(c=-a-b\), tính được các đại lượng:
\(a^3+b^3+c^3=a^3+b^3-\left(a+b\right)^3=-3ab\left(a+b\right)\)
\(a^5+b^5+c^5=a^5+b^5-\left(a+b\right)^5=-5ab\left(a^3+b^3\right)-10a^2b^2\left(a+b\right)\)
\(=-5ab\left(a+b\right)\left(a^2+b^2-ab\right)-10a^2b^2\left(a+b\right)\)
2 biểu thức trên bằng nhau nên:
\(5ab\left(a+b\right)\left[a^2+b^2-ab+2ab\right]=3ab\left(a+b\right)\)
\(\Leftrightarrow\orbr{\begin{cases}a+b=0\text{ (1)}\\5\left(a^2+b^2+ab\right)=3ab\text{ (2)}\end{cases}}\text{ }\left(do\text{ }ab\ne0\right)\)
\(\left(2\right)\Leftrightarrow5a^2+5b^2-2ab=0\Leftrightarrow4a^2+4b^2+\left(a-b\right)^2=0\)
\(\Leftrightarrow a=b=0\) --> loại
Vậy \(a+b=0\)
\(\Rightarrow c=-a-b=0\)--> loại
Vậy ko tồn tại a, b, c thỏa giả thiết bài toán
a) Có:
\(a+b+c=0\\\Leftrightarrow\left(a+b+c\right)^2=0\\ \Leftrightarrow a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ca=0\\ \Leftrightarrow2ab+2bc+2ca=-1\\ \Leftrightarrow ab+bc+ca=-\dfrac{1}{2}\\ \Leftrightarrow\left(ab+bc+ca\right)^2=\left(-\dfrac{1}{2}\right)^2=\dfrac{1}{4}\\ \Leftrightarrow a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2+2a^2bc+2ab^2c+2abc^2=\dfrac{1}{4}\\ \Leftrightarrow a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2+2abc\left(a+b+c\right)=\dfrac{1}{4}\\ \Leftrightarrow a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2=\dfrac{1}{4}-0=\dfrac{1}{4} \)
\(\frac{\left(1+a\right)^2+b^2+5}{ab+a+4}=\frac{a^2+b^2+2a+6}{ab+a+4}\ge\frac{2ab+2a+6}{ab+a+4}=2-\frac{2}{ab+a+1+3}\ge2-\frac{1}{2}\left(\frac{1}{ab+a+1}+\frac{1}{3}\right)\)
Tương tự: \(\frac{\left(1+b\right)^2+c^2+5}{bc+b+4}\ge2-\frac{1}{2}\left(\frac{1}{bc+b+1}+\frac{1}{3}\right)\) ; \(\frac{\left(1+c\right)^2+c^2+5}{ac+c+4}\ge2-\frac{1}{2}\left(\frac{1}{ac+c+1}+\frac{1}{3}\right)\)
Cộng vế với vế:
\(P\ge\frac{11}{2}-\frac{1}{2}\left(\frac{1}{ab+a+1}+\frac{1}{bc+b+1}+\frac{1}{ca+c+1}\right)=\frac{11}{2}-\frac{1}{2}=5\)
\(P_{min}=5\) khi \(a=b=c=1\)
Vì vai trò của a,b,c như nhau,không mất tính tổng quát ta có:\(a\le b\le c\le1\Rightarrow\hept{\begin{cases}a-1\le0\\b-1\le0\\c-1\le0\end{cases}}\)
Áp dụng BĐT Cô-si ta có:
\(\frac{a^2}{a^2+b^5+c^5}\le\frac{a^2}{3\sqrt[3]{a^2b^5c^5}}=\frac{a^2}{3bc}\)
Tương tự:\(\frac{b^2}{b^2+a^5+c^5}\le\frac{b^2}{3ac};\frac{c^2}{c^2+a^5+b^5}\le\frac{c^2}{3ab}\)
Cộng vế với vế của 3 BĐT trên ta đươc:
\(\frac{a^2}{a^2+b^5+c^5}+\frac{b^2}{b^2+a^5+c^5}+\frac{c^2}{c^2+a^5+b^5}\le\frac{a^2}{3bc}+\frac{b^2}{3ac}+\frac{c^2}{3ab}=\frac{a^3+b^3+c^3}{3}\)
Xét \(a^3+b^3+c^3\le3\)
\(\Leftrightarrow\left(a^3-1\right)+\left(b^3-1\right)+\left(c^3-1\right)\le0\)
\(\Leftrightarrow\left(a-1\right)\left(a^2+a+1\right)+\left(b-1\right)\left(b^2+b+1\right)+\left(c-1\right)\left(c^2+c+1\right)\le0\) (đúng)
Từ đó suy ra:
\(\frac{a^2}{a^2+b^5+c^5}+\frac{b^2}{b^2+a^5+c^5}+\frac{c^2}{c^2+a^5+b^5}\le\frac{a^3+b^3+c^3}{3}\le\frac{3}{3}=1\left(đpcm\right)\)
Dấu '='xảy ra khi\(\hept{\begin{cases}a=b=c\\abc=1\end{cases}\Leftrightarrow a=b=c=1}\)
