Processing math: 100%

Thứ Sáu, 15 tháng 11, 2013

Bất đẳng thức - Trích đề thi thử ĐH (sưu tầm)

Đề bài: Cho các số thực dương a,b,c thỏa điều kiện \dfrac{4a}{b}\left(1+\dfrac{2c}{b} \right)+\dfrac{b}{a} \left(1+\dfrac{c}{a} \right)=6.
Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: \ P = \frac{{bc}}{{a\left( {b + 2c} \right)}} + 2\left[ {\frac{{ac}}{{b\left( {c + a} \right)}} + \frac{{ab}}{{c\left( {2a + b} \right)}}} \right].
Giải:
Đặt x= 2a,y=b,z=4c. Khi đó, x,y,z là các số dương thỏa mãn:
\begin{aligned}\frac{2x}{y}+ \frac{xz}{y^2}+ \frac{2y}{x}+ \frac{yz}{x^2} =6&\iff 6= \frac{z(x^3+y^3)}{x^2y^2}+ \frac{2(x^2+y^2)}{xy}\ge \frac{z(x+y)}{xy}+4\\ &\iff 0< \frac{z(x+y)}{xy}\le 6-4=2\end{aligned}Mặt khác, theo BĐT Cauchy-Schwarz ta có
\begin{aligned}P&= \frac{yz}{2xy+xz}+ \frac{xz}{yz+2xy}+ \frac{4xy}{xz+yz}\\ &\ge \frac{z^2(x+y)^2}{2xyz(x+y+z)}+ \frac{4xy}{z(x+y)}\\ &\ge \frac{3z^2(x+y)^2}{2(xy+yz+zx)^2}+ \frac{4xy}{z(x+y)}\\ &= \frac{3\left(\frac{z(x+y)}{xy}\right)^2}{2\left(1+ \frac{z(x+y)}{xy}\right)^2}+ \frac{4xy}{z(x+y)}\end{aligned}Nếu ta tiếp tục đặt t= \frac{z(x+y)}{xy}, bài toán dẫn đến khảo sát hàm số:
f(t)= \frac{3t^2}{2(1+t)^2}+ \frac{4}{t},\ 0<t\le 2
Từ đó suy ra f(t)\ge f(2)= \dfrac{8}{3}.
Đẳng thức xảy ra khi x=y=z>0\iff 2a=b=4c>0

Không có nhận xét nào: