Cho ba số a,b,c thỏa mãn: ab+bc+ac=12
Vậy giá trị nhỏ nhất của a^4+b^4+c^4
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Lời giải:
Đặt $a+b+c=p; ab+bc+ac=q=1; abc=r$
$p,r\geq 0$
Áp dụng BĐT AM-GM: $p^2\geq 3q=3\Rightarrow p\geq \sqrt{3}$
$a,b,c\leq 1\Leftrightarrow (a-1)(b-1)(c-1)\leq 0$
$\Leftrightarrow p+r\leq 2\Rightarrow p\leq 2$
$P=\frac{(a+b+c)^2-2(ab+bc+ac)+3}{a+b+c-abc}=\frac{(a+b+c)^2+1}{a+b+c-abc}=\frac{p^2+1}{p-r}$
Ta sẽ cm $P\geq \frac{5}{2}$ hay $P_{\min}=\frac{5}{2}$
$\Leftrightarrow \frac{p^2+1}{p-r}\geq \frac{5}{2}$
$\Leftrightarrow 2p^2-5p+2+5r\geq 0(*)$
---------------------------
Thật vậy:
Áp dụng BĐT Schur thì:
$p^3+9r\geq 4p\Rightarrow 5r\geq \frac{20}{9}p-\frac{5}{9}p^3$
Khi đó:
$2p^2-5p+2+5r\geq 2p^2-5p+2+\frac{20}{9}p-\frac{5}{9}p^3=\frac{1}{9}(2-p)(5p^2-8p+9)\geq 0$ do $p\leq 2$ và $p\geq \sqrt{3}$
$\Rightarrow (*)$ được CM
$\Rightarrow P_{\min}=\frac{5}{2}$
Dấu "=" xảy ra khi $(a,b,c)=(1,1,0)$ và hoán vị
Ta có:
\(\dfrac{ab}{c}+\dfrac{bc}{a}\ge2\sqrt{\dfrac{ab}{c}.\dfrac{bc}{a}}=2b\)
Tương tự: \(\dfrac{ab}{c}+\dfrac{ca}{b}\ge2a\) ; \(\dfrac{bc}{a}+\dfrac{ca}{b}\ge2c\)
Cộng vế:
\(2P\ge2\left(a+b+c\right)\Rightarrow P\ge a+b+c=1\)
Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=\dfrac{1}{3}\)
Lời giải:
Do $a\geq 4, b\geq 5, c\geq 6$
$\Rightarrow c^2=90-a^2-b^2\leq 90-4^2-5^2=49$
$\Rightarrow c\leq 7$
$a^2=90-b^2-c^2\leq 90-5^2-6^2=29< 81$
$\Rightarrow a< 9$
$b^2=90-a^2-c^2=90-4^2-6^2=38< 64$
$\Rightarrow b< 8$
Vậy $4\leq a< 9, 5\leq b< 8, 6\leq c\leq 7$
Suy ra:
$(a-4)(a-9)\leq 0$
$(b-5)(b-8)\leq 0$
$(c-6)(c-7)\leq 0$
$\Rightarrow (a-4)(a-9)+(b-5)(b-8)+(c-6)(c-7)\leq 0$
$\Rightarrow a^2+b^2+c^2+118\leq 13(a+b+c)$
$\Rightarrow 90+208\leq 13P$
$\Rightarrow P\geq 16$
Vậy $P_{\min}=16$. Giá trị này đạt tại $(a,b,c)=(4,5,7)$
\(P=\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{4}{c}\ge\frac{\left(1+1+2\right)^2}{a+b+c}=4\)
Suy ra \(minP=4\).
Dấu \(=\)xảy ra khi \(\hept{\begin{cases}\frac{1}{a}=\frac{1}{b}=\frac{2}{c}\\a+b+c=4\\a,b,c>0\end{cases}}\Leftrightarrow\hept{\begin{cases}a=b=1\\c=2\end{cases}}\).
Ta có: \(ab+bc+ac\le a^2+b^2+c^2\forall a,b,c\)
\(\Rightarrow12\le a^2+b^2+c^2\forall a,b,c\)
Đặt \(T=a^4+b^4+c^4\)\(=\left(a^2\right)^2+\left(b^2\right)^2+\left(c^2\right)^2\)
Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz ta có:
\(\left[\left(1^2\right)^2+\left(1^2\right)^2+\left(1^2\right)^2\right]\left[\left(a^2\right)^2+\left(b^2\right)^2+\left(c^2\right)^2\right]\)
\(\ge\left(a^2+b^2+c^2\right)^2=12^2=144\)
\(\Leftrightarrow3T\ge144\Leftrightarrow T\ge48\)
Đẳng thức xảy ra khi \(a=b=c=\pm2\)
Vậy với \(a=b=c=\pm2\) thì \(T_{Min}=48\)