Câu hỏi của Angela jolie

Question

Cho ba số thực dương a,b,c thỏa ab+bc+ca=3abc. Tìm GTNN của biểu thức A=$\frac{a^3}{c+a^2}+\frac{b^3}{a+b^2}+\frac{c^3}{b+c^2}$

Akai Haruma · Accepted Answer

Lời giải:

$A=a-\frac{ac}{c+a^2}+b-\frac{ab}{a+b^2}+c-\frac{bc}{b+c^2}$

$=\sum a-\sum \frac{ac}{c+a^2}$

Áp dụng BĐT AM-GM: $c+a^2\geq 2a\sqrt{c}$

$\Rightarrow A\geq \sum a-\frac{1}{2}\sum \sqrt{c}$

Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz:

$(\sum \sqrt{c})^2\leq (c+a+b)(1+1+1)$

$\Rightarrow \sum \sqrt{c}\leq 3\sum a$

Do đó $A\geq \sum a-\frac{1}{2}\sqrt{3\sum a}$

Đặt $\sqrt{3\sum a}=t$ thì $A\geq \frac{t^2}{3}-\frac{t}{2}(*)$

Từ điều kiện $ab+bc+ac=3abc\Rightarrow 3=\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}$

Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz:

$3=\sum \frac{1}{a}\geq \frac{9}{\sum a}\Rightarrow \sum a\geq 3$

$\Rightarrow t=\sqrt{3\sum a}\geq 3$

Do đó:

$\frac{t^2}{3}-\frac{t}{2}=(t-3)(\frac{t}{3}+\frac{1}{2})+\frac{3}{2}\geq \frac{3}{2}$ với mọi $t\geq 3(**)$

Từ $(*); (**)\Rightarrow A\geq \frac{3}{2}$

Vậy $A_{\min}=\frac{3}{2}$ khi $a=b=c=1$

Câu trả lời:

Lời giải:

$A=a-\frac{ac}{c+a^2}+b-\frac{ab}{a+b^2}+c-\frac{bc}{b+c^2}$

$=\sum a-\sum \frac{ac}{c+a^2}$

Áp dụng BĐT AM-GM: $c+a^2\geq 2a\sqrt{c}$

$\Rightarrow A\geq \sum a-\frac{1}{2}\sum \sqrt{c}$

Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz:

$(\sum \sqrt{c})^2\leq (c+a+b)(1+1+1)$

$\Rightarrow \sum \sqrt{c}\leq 3\sum a$

Do đó $A\geq \sum a-\frac{1}{2}\sqrt{3\sum a}$

Đặt $\sqrt{3\sum a}=t$ thì $A\geq \frac{t^2}{3}-\frac{t}{2}(*)$

Từ điều kiện $ab+bc+ac=3abc\Rightarrow 3=\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}$

Áp dụng BĐT Cauchy-Schwarz:

$3=\sum \frac{1}{a}\geq \frac{9}{\sum a}\Rightarrow \sum a\geq 3$

$\Rightarrow t=\sqrt{3\sum a}\geq 3$

Do đó:

$\frac{t^2}{3}-\frac{t}{2}=(t-3)(\frac{t}{3}+\frac{1}{2})+\frac{3}{2}\geq \frac{3}{2}$ với mọi $t\geq 3(**)$

Từ $(*); (**)\Rightarrow A\geq \frac{3}{2}$

Vậy $A_{\min}=\frac{3}{2}$ khi $a=b=c=1$