Question

[Tuấn Vũ Ngọc]

cho phương trình x⁴+ax³+bx²+cx+1=0(x là ẩn và \(a,b,c\in R\)), giả sử phương trình có nghiệm thực. Chứng minh rằng a²+b²+c²\(\ge\frac{4}{3}\)

Answer 1

[Đặng Ngọc Quỳnh]

Từ pt ta có: \(-\left(1+x^4\right)=\text{ax}^3+bx^2+cx\)

Áp dụng BĐT B.C.S:

\(\left(1+x^4\right)^2=\left(\text{ax}^3+bx^2+cx\right)^2\le\left(a^2+b^2+c^2\right)\left(x^6+x^4+x^2\right)\)\(\Rightarrow\left(a^2+b^2+c^2\right)\ge\frac{\left(1+x^4\right)^2}{x^6+x^4+x^2}\left(1\right)\)

Mặt khác: \(\frac{\left(1+x^4\right)^2}{x^6+x^4+x^2}\ge\frac{4}{3}\left(2\right)\)

Thật vậy: \(\left(2\right)\Leftrightarrow3\left(1+2x^4+x^8\right)\ge4\left(x^6+x^4+x^2\right)\)

\(\Leftrightarrow3x^8-4x^6+2x^4-4x^2+3\ge0\)

\(\Leftrightarrow\left(x^2-1\right)^2\left(3x^4+2x^2+3\right)\ge0\)(luôn đúng)

Từ 1 và 2 : \(a^2+b^2+c^2\ge\frac{4}{3}\)

Dấu '=' xảy ra khi và chỉ khi \(\orbr{\begin{cases}a=b=c=\frac{2}{3}\left(x=1\right)\\a=b=c=\frac{-2}{3}\left(x=-1\right)\end{cases}}\)