1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Bat dang thuc va cuc tri

36 1 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Nội dung

Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: P  a3  b3  c3 Lời giải Trong bài toán này chúng ta chưa biết được đẳng thức xảy ra khi nào?. Nên việc áp dụng bất đẳng thức Côsi gặp khó khăn..[r]

(1)Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức Chuyên đề X BẤT ĐẲNG THỨC, GIÁ TRỊ LỚN NHẤT, NHỎ NHẤT Dạng Phương pháp biến đổi tương đương  Để chứng minh bất đẳng thức dạng A  ta thường phân tích A thành tổng biểu thức không âm tích số chẵn các biểu thức cùng dấu tích biểu thức không âm  Để chứng minh bất đẳng thức A  B , ta chứng minh A  B   Để chứng minh bất đẳng thức ta có thể xuất phát từ bất đẳng thức đúng và biến đổi suy bất đẳng thức cần chứng minh Chú ý : Một số kết ta thường sử dụng  a2  a   đẳng thức có  a   a2  b2  c2  a,b,c  đẳng thức có  a  b  c  Ví dụ Cho các số thực dương x,y,z  có tổng Chứng minh : 4x   4y   4z   21 Lời giải 2 Từ đẳng thức  a  b  c   a  b2  c2  2ab  2cb  2ca   và a2  b2  c2  ab  bc  ca ta suy a2  b2  c2   a  b  c  Đặt a  4x  1,b  4y  1,c  4z  ta có :   VT2  a2  b2  c2  3 4x   4y   4z    21  VT  21 Đẳng thức xảy  x  y  z  Ví dụ Cho a,b,c 0;1 Chứng minh : a2  b2  c2   a2b  b2c  c2a Lời giải     Vì a,b,c  0;1   a2  b2  b2    a2b2  b2c2  c2a2  a2b2c2  a2  b2  c2   Ta có : a2b2c2  0; a2b2  b2c2  c2a2  a2b  b2c  c2a Nên từ   ta suy được: a2  b2  c2   a2b2  b2c2  c2a2   a2b  b2c  c2a Ví dụ Đề thi Đại học khối A – 2011 Cho các số thực x,y,z 1;4;x  y,x  z Tìm giá trị nhỏ của: P  x y z   2x  3y y  z z  x (2) Lời giải Cách 1, cách tác giả trình bày “ luyện thi cấp tốc môn toán“ Cách 3: tác giả trình bày “ Phương pháp giải toán chuyên đề Phương trình, bất phương trình, hệ phương trình, bất đẳng thức “ trang 303 y z x 1 Cách 4: Đặt a  ,b  ,c   abc  Khi đó: P    x y z  3a  b  c Do bc  x  nên áp dụng bất đẳng thức   ( xem chú ý ) ta có: y 1    b  c  bc x t2   t  và a  Do đó: P   y t 2t   t Đặt t  bc  Ta chứng minh: P  P 34 , t 1;2 Thật vậy, với t  1;2 ta có: 33 34 t2 34    quy đồng và khai triển ta có được: 33  t 33 2t     35t  64t  69t  162    t  2 35t  6t  81  bất đẳng thức đúng x  4y x   34 a    Vậy P  Đẳng thức xảy    z  2y   y  33 b  c  x  2z z    Vậy minP  34  x;y;z    4;1;2 33 Chú ý: Cho các số thực a,b và ab  thì ta có : Thật vậy, a 1   a  a 1 b 1     ab           b  1  ab  a  1  ab   b  1  ab   ab  a2 2     ab  ab  b2 b  1 1  ab  ab  b a      ab   b2  a2   a  b b  a  a2b  b2a a  b  a  b  ab     ab  b2  a2  ab  b2  a2   a  b2  ab    với ab  1  ab 1  b2 1  a2        (3) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức Dạng Phương pháp dùng bất đẳng thức Côsi Bất đẳng thức Côsi:  Hai số: Với hai số thực a,b  ta luôn có: ab  ab Đẳng thức xảy a b 1   a b ab abc  Ba số: Với ba số thực a,b,c  ta luôn có:  abc Đẳng thức xảy a  b  c 1 Hệ quả: Với ba số thực dương a,b,c ta luôn có:    a b c a  bc  Tổng quát: Với n số thực không âm a1 ,a2 , ,a n ta luôn có: Hệ quả: Với hai số thực dương a,b ta có: a1  a2   an n  a1 a2 a n n Đẳng thức xảy và các số a i Hệ quả: Với n số thực dương a1 ,a2 , ,a n ta có: 1 n2     a1 a2 an a1  a2   an Một số lưu ý áp dụng BĐT Côsi:  Bất đẳng thức Côsi áp dụng cho các số thực không âm, đồng thời là so sánh trung bình cộng và trung bình nhân  Điều kiện để xảy dấu "=" là các số Ví dụ Cho các số thực dương a,b,c thỏa a  b  c  3a  b  3b  c  3c  a  Lời giải Ta cần đánh giá VT qua tổng a  b  c và nhận thấy đẳng thức có a  b  c   3a  b  Nên ta có lời giải sau: Áp dụng Bất đẳng thức Côsi cho ba số 3a  b;1;1 ta có: 3a  b   3a  b  3a  b  1.1   3a  b  3 3b  c  3c  a  Tương tự: 3b  c  ; 3c  a  3 4 a  b  c   Cộng ba Bất đẳng thức trên ta có được: VT  3 Đẳng thức xảy  a  b  c  Chứng minh rằng: 3 (4) Ví dụ Cho các số thức dương a,b,c Chứng minh rằng: a2 b2 c2 abc    bc ca a b Lời giải Để chứng minh bất đẳng thức ta cần đánh giá VT qua VP Ở VT có biến mẫu, còn VP thì không nên ta cần làm mẫu Điều này dẫn tới ta tạo tích a2 a2 và b  c ?  b  c  muốn ta áp dụng Bất đẳng thức Côsi cho hai số bc bc Tuy nhiên chúng lưu ý Bất đẳng thức cần chứng minh xảy dấu “=” a bc a2 a  còn b  c  2a nên hai số này không Do đó ta cần bc thêm bội số vào để hai số đó nên ta có lời giải sau Khi đó: Áp dụng bất đẳng thức Côsi cho hai số ta có: 4a2 4a2   b  c   b  c   4a bc b c 4b2 4c2   c  a   4b;   a  b   4c ca ab Cộng ba Bất đẳng thức trên với ta được: abc 4VT  2 a  b  c    a  b  c   VT  Tương tự: Ví dụ Cho a,b,c  và a  b  c  abc Chứng minh : a b  b c  c a3 1 Lời giải Nhận thấy vế trái chứa ẩn mẫu và giả thiết cho a  b  c  abc nên ta nhân vế trái bất đẳng thức với abc còn vế phải nhân với a  b  c ta có bất đẳng a2c b2a c2b  a  b  c   b2 c2 a2 Ở đây ta cần đánh giá VT  VP nên ta tìm cách tìm quan hệ tổng, tích thức cần chứng minh tương đương với:   a2c b2a a3  còn vướng c mẫu, c b2 c2 và vế trái là a nên gợi ý cho ta nhân thêm c , tức là các số hạng hai vế Ta thấy : đây xuất a3 a2c b2a c  a3 Do đó ta áp dụng bất đẳng thức Côsi cho ba số ta được: b c a2c b2  b2a c2  c2b a2c b2a c  3a b2 c2 c2b a2c   b  3c c2 a2 a2 b2 Cộng ba bất đẳng thức trên ta có bất đẳng thức   Tương tự : b2a  c  3.3  a  3b ; (5) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức Bài toán chứng minh Đẳng thức xảy  a  b  c  Ví dụ Cho x,y,z  Chứng minh rằng: x y  x3  y  2xy x  y  z y z x x y   2 x 2xy x    z x x y z2 Lời giải Vì vế trái xuất thức, và các biến mẫu lệch bậc Đồng thời cần đánh giá VT  VP , điều này gợi ý ta đánh giá mẫu Áp dụng BĐT Côsi cho hai số thực dương ta có: x y xy z 1 1 ;   VT    yz z  x zx xy yz zx y z 1 1 1 Vậy ta cần chứng minh:      bất đẳng thức này hiển xy yz zx x y z Tương tự:  2 1 1  1 1 1 nhiên đúng vì nó tương đương với             x y y z y z 1 1 1 Mặt khác: a2  b2  c2  ab  bc  ca     2 2 xy yz zx x y z Vậy bài toán chứng minh Đẳng thức xảy  x  y  z  Ví dụ Cho các số thực dương a,b,c thỏa: a  4b  9c  Tìm giá trị nhỏ biểu thức: P  a3  b3  c3 Lời giải Trong bài toán này chúng ta chưa biết đẳng thức xảy nào? Nên việc áp dụng bất đẳng thức Côsi gặp khó khăn Ta giả sử P đạt giá trị nhỏ a  x,b  y,c  z Khi đó áp dụng bất đẳng thức Côsi ta có: a3  x3  x3  3x2a  a3  2x3  3x2a Tương tự: b3  2y3  3y 2b; c3  2z3  3z2c    Do đó: a3  b3  c3  x3  y3  z3  x2a  y 2b  z2c   x   y  4x    Ta chọn x,y,z cho: z2  9x2  y   x  4y  9z     z   2 (6) Vậy: P  3x2  a  4b  9c   72x3  18x2  72x3  1 1 Đẳng thức xảy a  ,b  ,c  Vậy minP  6 Nhận xét Phương pháp trên gọi là cân hệ số Khi chúng ta chưa xác định đẳng thức xảy nào thì chúng ta đưa vào tham số chọn các tham số cách phù hợp Ví dụ Cho các số thực a,b,c 1;2 1 1 Tìm giá trị nhỏ nhất, lớn biểu thức: P   a  b  c      a b c Lời giải 1 81 Ta có:     P a b c abc a  b c 1 27 Vì a,b,c  1;2   a  b  c    , đó P  a bc Đẳng thức xảy a  b  c  27 Vậy, minP  a  b  c  2  1 1 1   a  b  c              1 1 1 a b c       a b c  P   a  b  c             a b c  a b c       P  2 2 a  b  c     27  a b c Hơn a  1;2   a   a  2   a   a 2 Tương tự: b   3, c   Suy P  27 b c Đẳng thức xảy a  b  c  Vậy, maxP  27 a  b  c  Ví dụ Giả sử x,y là các số thực thỏa mãn các phương trình: x2  2ax   0,  a  3 ; y  2by   0,  b  3 2 1 1 Tìm giá trị nhỏ biểu thức A  3 x  y      x y Lời giải a  phương trình x2   2ax có nghiệm x  b  phương trình y2   2by có nghiệm y  (7) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức Đặt x   t, t  , thì A  3 t  y  Vì y  0,t  nên có:  1 1 1       3 t  y       t y t y 1 16   suy A  3 t  y   8 t y ty  t  y 2  t  y t  y y     Đẳng thức xảy khi: 3 t  y  16       y    x    t  y 2     2      2a   90     43  1  Khi đó:    2b     a  b  4     3  a  b  1 1 Vậy, A  đạt x   , y  , a  b  3 Ví dụ Cho các số thực dương x,y,z thỏa mãn x  y  z  Tìm giá trị nhỏ biểu thức: 4x 4y 4z A   y  8y3  4x  z  8z3  4y  x  8x3  4z        Lời giải Áp dụng BĐT Côsi:    8y3  1  2y   2y  4y   2y   2y  4y   4y   8y   4y  4x  y  8y  4x   4x  y 4y  4x   y  y x  y2 1  x y z  Tương tự cho hạng tử còn lại, ta được: A         2 x y z  z  x x  y y  z2  1  x y z  1  x y z A             x y z  z  x2 x  y2 y  z2  x y z  zx2 xy 2 yz2       1 1 1         x y z  x y z  (8) Hơn nữa:  1 1 1  1  1                   2    x y z y z  x  y   x  z  1  1 1  3 1  Suy ra: A  2              3  x 2 x y z y z  2 x y z   3 3  3  3  2 x  y z xyz 3 Vậy, A   x  y  z  Dạng Phương pháp tọa độ Ví dụ Cho các số thực x,y,z   Chứng minh rằng: thỏa x  y  z  4x   4y   4z   Lời giải   Xét vectơ u   1;1;1  ,v  4x  1; 4y  1; 4z     Áp dụng bất đẳng thức u.v  u v Ta có:   4x   4y   4z     4x   4y   4z    4x   4y   4z  Đẳng thức xảy khi:   x y z2 x  y  z  Ví dụ Cho x,y,z là các số thực dương thay đổi thỏa mãn điều kiện xyz  Tìm giá trị nhỏ biểu thức: P x2  y  z  y y  2z z  y2 z  x  z z  2x x  z2  x  y  x x  2y y Đề thi Đại học khối A – năm 2007 Lời giải Ta có: P   2x2 yz y y  2z z 2x x y y  2z z   2y zx z z  2x x 2y y z z  2x x   2z2 xy x x  2y y 2z z x x  2y y Đặt a  x x ,b  y y ,c  z z  abc  b c   a Khi đó: P  2     b  2c c  2a a  2b  (9) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức Xét vectơ    a b c  ; ; u  a  b  2c  ; b  c  2a  ; c a  2b  , v     b  2c c  2a a  2b  2 2   Áp dụng bất đẳng thức: u v  u.v , ta có:     P a  b  2c   b c  2a   c  a  2b    a  b  c  2 Suy ra: P  2 a  b  c  3 ab  bc  ca   Để ý:  a  b  c   3 ab  bc  ca  Đẳng thức xảy  a  b  c   x  y  z  Vậy, minP   x;y;z   1;1;1  Ví dụ Cho các số thực a,b,c thỏa a2  b2  c2  2a  4b  6c  Tìm giá trị lớn và giá trị nhỏ biểu thức A  2a  b  2c Lời giải 2 Ta có:  a  1   b  2   c  3  16  a  12   b  22   c  32  16 Xét điểm M  a;b;c  Vì a,b,c thỏa  2a  b  2c  A  Nên M thuộc giao mặt cầu  S  có tâm I  1;2;3 ,R  và mặt phẳng 2x  y  2z  A  d  I,      R  a,b,c tồn và   : và  S  khác rỗng hay 6 A   A   12  6  A  18 A  6     :2x  y  2z   Gọi N là hình chiếu I lên     x   2t  x   2t   y   t  10  Phương trình IN : y   t  N :   N ; ;   3 3 z   2t z   2t  2x  y  2z   A  18     :2x  y  2z  18  , tương tự  x   2t  x   2t   y   t  11 17  IH : y   t  H :   N ; ;   3  z   2t z   2t  2x  y  2z  18   10  Vậy, A  6 đạt  a;b;c     ; ;   3 3  11 17  max A  18 đạt  a;b;c    ; ;   3  (10) Tìm P, biết Ví dụ Cho a,b,c là các số thực dương thỏa ab  bc  ca  : P  a2   b  1  c2  b2   c  1  a2  c2  a  1  b2 Lời giải    1       Xét vectơ u   a; ;c  ,v   b; ;a  ,w   c; ;b  b  c  a              Áp dụng bất đẳng thức u  v  w  u  v  w Ta có: 1  81  P  2(a  b  c)2      2a  b  c     a 1 b1 c 1  a  b  c  32 Đặt t  a  b  c  t  3ab  bc  ca   Xét hàm số: f  t   2t  81  t  3 , t  có f ' t   4t  162  t  3  2g  t   t  33 Trong đó: g  t   2t  18t  54t  54t  81  0, t   f ' t   0, t  Do đó f  t   f  2  Vậy, minP  281 , t  25 281 a  b  c  Dạng Phương pháp đưa biến Nội dụng phương pháp này là tìm cách đưa bất đẳng thức nhiều biến bất đẳng thức chứa biến Một công cụ tối ưu chứng minh bất đẳng thức biến là công cụ đạo hàm Quan trọng phương pháp này là tìm cách đánh giá để đưa biến Để đưa biến, chúng ta cần lưu ý:  Nếu bất đẳng thức hai biến có điều kiện và điều kiện có biến thì ta có thể rút biến đó và vào bất đẳng thức cần chứng minh ta bất đẳng thức biến Tuy nhiên cách làm này chúng ta xử lí bất đẳng thức không quá phức tạp  Nếu điều kiện bài toán và bất đẳng thức cần chứng minh là biểu thức đối xứng hai biến thì ta có thể chuyển tổng và tích hai biến đó Lưu ý: S2  4P 10 (11) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức  Khi gặp bài toán chứng minh BĐT hai biến có dạng : f  x,y  g  x,y   p , đó f  x,y  và g  x,y  là biểu thức đẳng cấp bậc k hai biến, ta có thể đặt x  ty (y  0) Khi đó BĐT cần chứng minh trở thành : f  t,1 g  t,1  p đây là BĐT biến Để chứng minh BĐT này ta có thể sử dụng phương pháp khảo sát hàm số  Nếu bất đẳng thức xuất các số hạng: an bn  bn an thì ta có thể đặt a b t  b a Chú ý: Dạng toán này tác giả đề cập khá kĩ dạng toán “ Phương pháp giải toán chuyên đề giải tích 12 “, tập Ví dụ Cho hai số thực a,b  Chứng minh : a  b4  a3b  b3a Lời giải * Nếu hai số a,b thì bất đẳng thức cho luôn đúng * Với a  , đặt b  ta Khi đó bất đẳng thức cho trở thành:     a4  t  a t  t3  t  t3  t   Xét hàm số f  t   t  t  t  , có :   f ' t   4t  3t    t   4t  t   f '  t    t  Lập bảng biến thiên, từ đó suy f  t   f    đpcm Nhận xét :  Bài toán trên ta cần biến đổi trực tiếp sau:   a  b4  a3b  b3a  a3  a  b   b3  b  a     a  b  a3  b3  (đúng)  Khi gặp biểu thức đẳng cấp ba biến a,b,c ta có thể đặt b  xa,c  ya và chuyển bài toán hai biến Ví dụ Cho a,b,c  và a2  b2  c2  Chứng minh rằng: 1    a  b  c  a b c Lời giải   Đặt t  a  b  c  a2  b2  c2   t  Ta có: 1    a b c a  bc 11 (12) 1 9     a  b  c    a  b  c    t  f  t  a b c a  bc t 9 Xét: f  t    t, t  0;   f ' t      hàm số nghịch biến trên t t  0; 3  f t   f   3   3, t  0;   Ví dụ Cho các số thực x,y thay đổi đoạn 1;2 Tìm tất giá trị số  x  yz  x  y   xyz thực z để biểu thức P  x2  xy  y có giá trị lớn là M thỏa mãn M  Lời giải x2 x   2z    z y y Ta có: P  x y  Xét hàm số: f  t   x 1 y  t   2z   t  z t  t 1 t   2z  1 t  z t  t 1 với t  x 1   t   ;2 y 2  1  với t   ;2 2  Theo bài toán, ta có: max f  t   M 1  t ;2 2  Ta có: M   Xét g  t   t   2z  1 t  z t2  t  2z t2  t  1  với t   ;2 2t  2  t2  t  7 1  với t   ;2  g  t   z 2t  2 2  1  t ;2 2  Ví dụ Cho số thực a,b,c 0;2 thỏa mãn a  b  c  Tìm giá trị lớn M  a2  b2  c2 ab  bc  ca Lời giải Cách 1: Vì a,b,c 0;2 nên  a  2 b  2 c  2   abc  2 ab  bc  ca   a  b  c    abc   a  b  c   12  Hay ab  bc  ca   2 2 Lại có:  a  b  c 2  a2  b2  c2  2 ab  bc  ca   a2  b2  c2   ab  bc  ca  12 (13) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức Khi đó: M  9     Đẳng thức xảy  a;b;c    0;1;2 và ab  bc  ca 2 các hoán vị Cách 2: Đặt A  ab  bc  ca  a  b  c   bc  a 3  a   bc Xét f  a   a   a   bc với a  0;2 Ta có: f ' a   2a  và f ' a    a  Ta thấy, A đạt a  a  Với a   b  c   b  1;2 , đó A  bc  b 3  b   g  b  Ta có: g' b   2b  và g' b    b  Ta thấy A đạt b  b  Với a   b  c   b  0;1 , tương tự Ta thấy A đạt b  b  Vậy, maxM  xảy  a;b;c    0;1;2 và các hoán vị 2 Ví dụ Cho các số thực x, y thỏa mãn  x –    y –   2xy  32 Tìm giá trị nhỏ iểu thức A  x3  y  3 xy –1  x  y –  Đề thi Đại học – Khối D năm 2012 Lời giải  x  4 2   y    2xy  32   x  y    x  y     x  y  4xy   x  y    6xy    x  y 2 A  x3  y  3 xy   x  y  2   x  y   6xy   x  y    x  y 2  3 x  y   Đặt t  x  y ,  t  Xét f  t   t  t  3t  với  t  A  x  y   Ta có: f ' t   3t  3t  và t   0;8  : f ' t    t  1    17  5 f  0  6,f    398, f       Vậy, giá trị nhỏ f  t  là A  f t   17  5 1 xảy t  17  5 1 Dấu đẳng thức xảy x  y  4 13 (14) Ví dụ Cho các số thực x,y,z thỏa mãn điều kiện x  y  z  Tìm giá trị nhỏ x y y z zx  6x2  6y  6z2 Đề thi Đại học Khối A,A1 – năm 2012 Cho các số thực x,y,z thỏa mãn các điều kiện x  y  z  và x2  y2  z2  biểu thức P  3 3 Tìm giá trị lớn biểu thức P  x5  y5  z5 Đề thi Đại học Khối B – năm 2012 Lời giải Cách 1: x  y  z   z    x  y  và có số không âm không dương Do tính chất đối xứng ta có thể giả sử xy  0, ta có : P 3 x y 3 2y  x 3 2x  y    12 x2  y  xy  xy 3 2y  x 3 2x  y  12  x  y   xy    2y  x  2x  y 3 xy  2.3 2 xy  12  x  y   xy    2.3   xy 2 x  y Đặt t  x  y  3t  3 3t Ta có: f ' t   2.3  ln Xét hàm số: f  t    3t     3   f đồng biến trên 0;     f  t   f 0  3t    ln     xy Mà:  30  Vậy P  30   , dấu “ ” xảy  x  y  z  Vậy P  Cách 2: Không tổng quát, giả sử x  y  z Từ giả thiết suy z    x  y  đó,  P  3x  y  3y z  3x z  12 x2  y   x  y   3 xy  32y  x  32x  y   12 x2  y   x  y  2a  b   x  a  2x  y Đặt:  thì  và a  b  b  2y  x  y  2b  a  Thay vào P ta : 14  (15) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức 2 ab ab P  3a b  3a  3b  a2  ab  b2  3a  b  3a  3b     3      ab  u  Đặt:  , thì u  v  và ta có: P  9v  3u  v  3u  v  u2  3v a  b v   Xét hàm: P  f  u   9v  3u  v  3u  v  u2  3v2 ,u  v  f ' u   3u  v ln3  3u  v ln3  2u  2ln3   u2  3v2  f  u  đồng biến trên  v;  kéo theo: f  u   f  v   9v  32v   4v  2.9v  4v  1  Xét g  v   2.9v  4v  1,v  g' v   2.9v ln9   4.9v ln3   4ln3   dov  Suy g  v  đồng biến trên 0;  ), kéo theo g  v   g    2 Từ  1 và  2 , suy f  u   hay P  Đẳng thức xảy u  v  hay x  y  z  Vậy P  Cách 3:    2 x  y  z2  x  y  y  z  z  x  Đặt A  y  z ,B  z  x ,C  x  y   Giả sử x  y  z, ta chứng minh 2 A P  3A  3B  3C  A2  B2  C2 2   B2  C2   A  B  C  Thật bất đẳng thức tương đương: 2 AB  BC  CA   A2  B2  C2 2 2 x  y  y  z   2 x  z  y  z   2 x  y  x  z    x  y    y  z   z  x   x  y  y  z   0, đúng vì x  y  z Vậy, ta có P  3A  3B  3C   A  B  C  Xét hàm số f  x   3x  x với x  ta có f  x   1, x  Do đó P  a  x  y , a,b  Cách 4: không tính tổng quát x  y  z Đặt  b  y  z P  3a  3b  3a  b  4a2  8a  4b2    3a  b  3a  b  a  b  Q 15 (16) t với t  a  b,t  Q  3t  3t  Xét hàm số f  t   3t  3t  Ta có: f ' t   3t ln3  3t ln3 t t với t  8  3t ln3  3t ln3   2ln3  0 3  Do đó f  t  đồng biến với t  và f  t   f    Đẳng thức xảy t   a  b  hay x  y  z  Cách 5: x2  y  z2  2xy  2yz  2zx Ta có:  x  y  y  z  z  x      x2  y  z2  xy  y  xz  yz  yz  z2  xy  xz  xz  x2  yz  xy   x  y  z2 P 3 xy 3 y z 3   z x  x y  y z  zx  Khảo sát hàm số: f  x   3x  x hàm số đồng biến trên 0;  Cách 6: Áp dụng bất đẳng thức bunhiacopski cho hai dãy số  1;1;1 và  x;y;z     Ta có: 12  12  12 x2  y  z2  1.x  1.y  1.z    x  y  z        x  y  z2   x  y  z2   x  y  y  z  z  x Vậy P     Pmin  Dấu “=” xảy  x  y  z  x y z0 Cách 1: Với x  y  z  Và x2  y  z  1, ta có:   x  y  z   x2  y  z  x  y  z   yz   x2  yz, nên yz  x2  Mặt khác yz  y  z2  x 1  x2 6  , suy x2   , đó  x   2 2 3      x   y   Khi đó: P  x5  y  z2 y3  z3  y z2  y  z   x5 2 1   z2  y  z   yz  y  z    x2   x   2     1   x5   x2 x  x2  x  x2     x2   x  2x3  x   2    16      (17) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức  6 Xét hàm f(x)  2x3  x trên   ;   3  Ta có: f  x   6x2  và f  x    x   6  6  6  6  6 6 Ta có f   f  , f  Do đó f  x      f              9     Suy P   36 Vậy, giá trị lớn P là 6 x  ,yz 36 Cách 2: Ta có z    x  y  , s u y r a x2  y   x  y    x2  y  xy  1   x  y   xy  Đ ặ t t  x  y  xy  t  2 1 2 2  Vì  x  y   4xy  t   t    t    t 2 3   P  x5  y   x  y    5x y  10x3 y  10x2 y3  5xy      5xy x3  2x2y  2xy2  y  5xy  x  y  x2  xy  y   1 5 2 H a y P   t  t2     t3  t v i  t   2 3 5 Dùng đạo hàm tìm GTLN hàm số f  t    t  t t r ê n đ o n  2   ;  , ta tìm MaxP  max f  t     36 3 2   t  ;   3 x 6 ,yz Bài tập tự luyện Cho hai số thực x,y Chứng minh : 3 x  y     3xy Hướng dẫn giải Cách :Vì ta có : xy   x  y  nên ta chứng minh : 2  x  y      x  y    17 (18) 2 Thật :    12 x  y   24  x  y   16  3 x  y  2  9 x  y   24  x  y   16   3x  3y    đpcm Đẳng thức xảy : x  y   Cách : Ta có bất đẳng thức cần chứng minh tương đương với 3x2  3y  3xy  6x  6y   f  x   3x2  3x  y  2  3y  6y   Xét tam thức f  x  có a   ,      y  2  12 3y  6y   3 3y  2   f  x   x,y Đẳng thức xảy  x  y   1 1 Cho a,b,c  Chứng minh rằng: 3  3  3  a  b  abc b  c  abc c  a  abc abc Hướng dẫn giải Theo bài toán trên ta có : a3  b3  a2b  b2a  ab a  b   a3  b3  abc  ab  a  b  c   Tương tự : 3 b  c  abc  3 a  b  abc  c  ab a  b  c  abc  a  b  c  a b ; 3  abc(a  b  c) c  a  abc abc a  b  c  Cộng ba bất đẳng thức trên lại với ta có đpcm 1 Cho a,b  và ab  Chứng minh :    ab  a2  b2 Hướng dẫn giải  1 Ta có:     b2  1a Do ab   1a  1b 1  a 1  b    a  Hay 18 2 1  a 1  b  1  a2   1     2   a  b    b2  1  a 1  b  2  ab   b2  a2b2   2ab  a2b2  1  ab     ab 2  ab  1     b2  1a      ab  Đẳng thức xảy  a  b (19) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức Cho a,b,c 0;2 thỏa a  b  c  Chứng minh rằng: a2  b2  c2  Hướng dẫn giải x  y  z  Đặt x  a  1,y  b  1,z  c    x,y,z  1;1 2 Ta cần chứng minh :  x  1   y     z  1   x  y  z2   x2  x Giả sử x  y  z  x   z   z  z Do đó ta cần chứng minh : y  x  z   y   y  y , suy : y  x  z  y  x  z  2z   y   y   y , suy : y  x  z   y  x  z  2x  Vậy bài toán chứng minh Cho các số thực x,y,z thỏa : z  y  x  Chứng minh rằng: 1 1  1 y      x  z    x  z    x z y   x z Hướng dẫn giải Bất đẳng thức  y x  z xz   x  z   x  z 2  y xz 0  y  xz  xy  yz   z  x  y   y  y  x     x  y z  y   x  y  Bất đẳng thức cuối cùng đúng  z  y  3  a   b   c  Cho a,b,c  Chứng minh rằng:         a b  bc  ca  Hướng dẫn giải Trước hết, ta có bất đẳng thức sau: Với x,y  x3  y  x  y  Ta có:      1 Đẳng thức xảy  x  y Đặt x  b c c ;y  ;z   x,y,z  và xyz  a b a 3       Ta cần chứng minh:            x2    y2    z2  Giả sử z  min{x,y,z}  xy   z  2 19 (20) Áp dụng bất đẳng thức  1 , ta có: 3  2z3     1              x2    y    x2  y  1  xy 3 1  z 3  VT  2  2z3 1  z   1  z  Tiếp theo ta chứng minh: 2z3 1  z   1  z     z   A   3 Trong đó: A  13z7  17z6  51z5  55z4 71z3  51z2  25z   Nên  3 đúng Đẳng thức xảy  x  y  z    Cho a, b, c  và a  b  c  Chứng minh rằng: a  b4  c4  a2  b2  c2 Hướng dẫn giải Ta cần đánh giá a qua a nên ta áp dụng bất đẳng thức Côsi cho hai số 1 Mặt khác dễ thấy đẳng thức xảy a  b  c   a  b4  c4  81 Do đó ta áp dụng bất đẳng thức Côsi cho hai số a và , ta có : 81 1 2  a4  a 81 81 2 Tương tự : b4   b2 ; c4   b2 81 81 a4   a2  b2  c2 Cộng ba BĐT lại với nhau, ta : a  b  c   27 Suy ra: a  b4  c4   a2  b2  c2  a2  b2  c2 Mặt khác: a2  b2  c2  a  b  c   Nên suy c đpcm 3 Đẳng thức xảy  a  b  c  Cho các số thực dương x,y,z Chứng minh :    x x2  8yz 4    y y  8zx   z z2  8xy Hướng dẫn giải 20 1  (21) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức Đặt a  x y z ;b  ;c   a  b  c  và BĐT đã cho trở thành: x y z xy z x  y z a P b   a  8bc b  8ca c 1 c  8ab Áp dụng BĐT Côsi ta có : a a 2a   a a2  8bc  3a   a a2  8bc  3a 2 a  8bc a  8bc a  8bc 2b 2c Tương tự :  b b2  8ca  3b ;  c c2  8ab  3c 2 b  8ca c  8ab         Cộng ba BĐT trên lại với nhau, ta : 2P  a3  b3  c3  24abc  Mặt khác ta lại có :   a  b  c   a3  b3  c3  3 a  b  b  c  c  a   a3  b3  c3  24abc   Suy : 2P   a3  b3  c3  24abc     P  đpcm a5 b5 c5  a3  b3  c3 b2 c2 a2 Hướng dẫn giải Cho a,b,c  Chứng minh : Áp dụng bất đẳng thức Côsi : Tương tự : b  bc2  2b3 ; c a5 b    ab2  a5 b ab2  2a3  ca2  2c3 c a Công bất đẳng thức trên lại với ta : a5  b5  c5   a3  b3  c3  a3  b3  c3  ab2  bc2  ca2 b c a Nên ta cần chứng minh:  a3  b3  c3  ab2  bc2  ca2   a3  b3  c3  ab2  bc2  ca2   Áp dụng bất đẳng thức Cô si : a3  b3  b3  a3b3b3  3ab2  a3  2b3  3ab2 Tương tự : b3  2c3  3bc2 ; c3  2a3  3ca2 Công bất đẳng thức trên lại với ta có   Vậy bài toán chứng minh 10 Cho a,b,c  thỏa a2  b2  c2  Chứng minh : ab bc ca   3 c a b Hướng dẫn giải  ab bc ca  Bất đẳng thức cần chứng minh       a b  c 21 (22) Hay a2b2  b2c2  c2a2    a2  b2  c2   a2b2 c2 a2 b2 Áp dụng bất đẳng thức Cô si cho ba số ta có : a2b2 b2c2 b2c2 c2a2   2c2 ; a2b2 b2c2 a2  c2a2 b2 3 c2a2  2a2 c2 a2 a2 b2 c2 b2 Cộng ba bất đẳng thức trên theo vế, ta đpcm 11 Cho tam giác ABC có chu vi Chứng minh :   2b2 ; c2     a2  b2  c2  4abc  13 Hướng dẫn giải Ta có : a  b  c   a  b  c  b  c  a  c  a  b  abc  3  2c 3  2b 3  2a   abc Suy : 27  18  a  b  c   12 ab  bc  ca   8abc  abc Suy : 4abc  16 ab  bc  ca   12     Do đó : a2  b2  c2  4abc  a2  b2  c2  16 ab  bc  ca   12 a  b  c a2  b2  c2   a  b  c   12   12  13 3 1 1 12 Cho a,b,c  và a  b  c  Chứng minh rằng: 2     30 ab bc ca a b c Hướng dẫn giải 1 Ta có :    ab bc ca ab  bc  ca 1 1  2 2    2 2 ab bc ca a  b  c ab  bc  ca a b c  1   ab  bc  ca ab  bc  ca ab  bc  ca a b c Mặt khác : ab  bc  ca   a  b  c     21 3 ab  bc  ca 1    2 9 2 ab  bc  ca ab  bc  ca a b c a  b  c  ab  bc  ca   2  1     21  30 đpcm ab bc ca a b c Đẳng thức xảy  a  b  c  13 Chứng minh a,b,c  và thỏa mãn a.b.c  thì Suy : 22 2  (23) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức 1 a  2b  b  2c  c  2a  Hướng dẫn giải Nhận thấy đẳng thức xảy a  b  c  và   nên ta có đánh giá      2   a2  2b2   a2  b2  b2    2ab  2b  Do đó: 1  a  2b  ab  b  2 Suy ra: 1 1       ab  b  bc  c  ca  a    a  2b  b  2c  c  2a  1 Vậy ta cần chứng minh:   1 ab  b  bc  c  ca  a  Bất đẳng thức này hiển nhiên đúng vì đó là đẳng thức Để chứng minh ta thay c  vào vế trái và biến đổi ta có đpcm ab 14 Cho các số thực dương a,b,c thỏa mãn điều kiện :  2  2 1 1 1 1 15     10      2007 Tìm giá trị lớn :  ab bc ca  a b c  1 P   5a2  2ab  2b2 5b2  2bc  2c2 5c2  2ca  2a2 Hướng dẫn giải 1 Áp dụng đẳng thức :    Đẳng thức xảy x  y  z x y z x  y z 2 5a2  2ab  2b2  (2a  b)2   a  b   2a  b   2  11 1       2a  b  a a b  5a  2ab  2b Đẳng thức xảy a  b  1 1 1         1 1   5b2  2bc  2c2 2b  c  b b c  Tương tự :  Do đó P      3 a b c  1 1 1          2 2c  a  c c a   5c  2ca  2a  1 1  1 2  2 2 2     3 a b c  a b c Mặt khác :   1 1 1 1          ab bc ca  a b c  23 (24) 1 1 1 1 Mà giả thiết : 15     10      2007  ab bc ca  a b c  Do đó : 1 6021    a b c abc  6021  Đẳng thức xảy :  1 6021  a  b  c      a b c Vậy max P  6021 6021 , a  b  c  5 15 Cho  x  Tìm giá trị nhỏ F  13 x2  x  x2  x Hướng dẫn giải    Ta có: F  13 x2  x  x2  x  13 x2  x2  x2  x2  x2  x2 F  13  9  9x2  x2 36   13    x2  x    x2   x2  3x2  x2  x2    2 Ta có :  2  9x   x  13x2  9x2  x2    2    F     9x  x 2  1  2  13  3x2  13x2 52  39x2  12  39x2    16 2 2  0  x   2 Đẳng thức xảy :  x2   x2  x   5  9x2   x2      16 Cho các số thực a, b, c thỏa mãn đồng thời: a  b  c  và ab  bc  ca  2 Tìm giá trị nhỏ của: P     a b bc ca ab  bc  ca Vậy max F  16 x  Hướng dẫn giải 2 Giả sử a  b  c Khi đó P     a b bc a c ab  bc  ca 24  (25) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức Ta có : 1 2    với x,y  x y xy x2  y Từ đó ta có P   P 2    a b bc a c ab  bc  ca   ac ac ab  bc  ca 10 10   a  c ab  bc  ca Hay P  Ta có P  Mặt khác 20  a  c  a  c  4b 20 2 a  c     ab  bc  ca  20  a  c 2  4b  a  c  20  1  b1  3b 20 3  3b1  3b 3  3b1  3b   3b   3b  nên P  10  2 a   3  3b   3b   Dấu xảy a  c  b  c hay b   a  b  c    2 c   17 Cho các số dương a, b, c thoả mãn a  b  c  , chứng minh rằng:     a2b  b2c  c2a  a2  b2  c2  4abc  19 Hướng dẫn giải   Ta có: 19  27   3 a  b  c    a  b2  c2   ab  bc  ca   Khi đó, bất đẳng thức tương đương với: a2b  b2c  c2a  2abc   3 ab  bc  ca  Lại có:     3(ab  bc  ca)   a  b  c  ab  bc  ca   a2b  b2c  c2a  ab2  bc2  ca2  3abc Nên bất đẳng thức trở thành:  ab2  bc2  ca2  abc Không tính tổng quát giả sử b nằm a và c , suy a  b  a  b  c   , hay ab2  ca2  abc  a2b ac ab2  bc2  ca2  abc  a2b  c2b  2abc  b(a  c)2  4b·    25 (26) ac a c    b    4   Ta có điều phải chứng minh     18 Cho a, b, c là các số dương thỏa mãn a2  2b2  3c2  3abc Tìm giá trị nhỏ của: P  3a  2b  c    a b c Hướng dẫn giải Sử dụng bất đẳng thức Cô si, ta có b   3 4  4 b 2a  b P  a   2 a     b     c    a   2·4  ·4    18,  a  2 b  c 2     Và 3abc  a2  c2  b2  c2  2ac  4bc Từ  2 , ta có: 3ab  2 a  2b  hay là 1  2    a b   Do đó, kết hơp với trên, ta thu được: 2a  b   3 a b 2a  b 2a  b Từ  1 và  3 , ta suy ra: P   18   18  21 2 Đẳng thức xảy và a  b  c  3a  2b  c 19 Tìm giá trị lớn biểu thức: P  Trong đó a,b,c là  a  b  b  c c  a  Mặt khác: các số thực dương thỏa mãn: 3bc  4ca  5ab  6abc Hướng dẫn giải Do a,b,c  nên 3bc  4ca  5ab  6abc      1 a b c Trước tiên ta nhắc lại BĐT quen thuộc sau: Với x,y  ta có 1    2 x y xy Áp dụng BĐT  2 liên tiếp ta có: P  2 a  b    a  c   a  b  b  c  c  a     1  1   1            b  c  a  c a  b  b  c   a c   a b      1               b  c   a c b  16  b c  a c b  3 3 1      3    b c a c b           ( theo  1 )   48  b c  a c b  48  16      26 (27) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức 16 20 Cho các số dương a,b,c với a  b  c  Chứng minh : Đẳng thức xảy a  b  c  Vậy maxP  1 1 3 a  b  c   2     21 a b c Hướng dẫn giải  1  1 1 Ta có:  a  b  c       33 abc  33       a b c abc a b c  abc  18 1 1  6 3 a  b  c         a  b  c    3 t    3f  t  a bc t a b c  Trong đó  t  a  b  c  và f  t   t  t Ta có : f ' t     t2   0, t  0;1 , nên hàm số nghịch biến trên  0;1 t2 t2  f  t   f 1   7, t  0;1 21 Cho x,y  thỏa x  y  Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ biểu thức: P  9x3  4y3 Hướng dẫn giải x   y Ta có:  thay vào P, ta được: P  9  y   4y3  f  y   y   f ' y   4y  2  y    f ' y    2y  32  y   y    x  Từ đó ta tìm max P  f  2  64 đạt  ; y   x    384  P  f    đạt    25 y   22 Cho các số thực dương a,b thỏa: a  4b2     3a2b2  a2  b2 a2  2b2  Tìm giá trị nhỏ biểu thức: P a3  b3 b3  8b3 a3   a  b2  2a2  5b2   a  b 2  2a2  5b2       ab a2  2b2  Hướng dẫn giải 27 (28)  Ta có: a2  4b2       3a2b2  a2  b2 a2  2b2  4ab a2  2b2  a 2b a 2b  a 2b   a 2b  Suy ra:            Đặt t    b a b a b a  b a  Khi đó: P  a b3  8b 1 a3  a2  2b2   4a2b2  ab a2  2b2  4  a 2b   a 2b   a 2b            9     t3  3t    f  t  t b a  b a   b a  a  2b b a 107 Vì f  t  là hàm đồng biến t   P  f 3  107 Đẳng thức xảy a  b  Vậy P  1 1 23 Cho các số dương a, b, c thỏa mãn:  a  b  c       16 a b c Tìm giá trị lớn và giá trị nhỏ biểu thức P  a2  2b2 ab Hướng dẫn giải Đặt a  xb; b  yc; x  0,y  Suy P  a2  2b2  x   f x  ab x  1  1 1     16   xy  y        16 a b c  xy y   a  b  c   1 y  x  xy   y    13  xy  xy   y    13y x xy y x x 1     x   y   x   13  y     *  x x   Phương trình (*) có ít nghiệm dương và    1     x   13    x  1      x   13  x x   x        x   13  x    30  x    161     x S    0 x x   x 1 x 28 3 73 7 x x 2 (29) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức    21  Từ đó ta tìm maxP  f  đạt      73 b a   b   c     73 b a   b   c  24 Cho  x  y  z  thỏa: 3x  2y  z  Chứng minh :    21  minP  f   đạt       16 Hướng dẫn giải  2y  z Đặt F  3x2  2y2  z2 Từ giả thiết, ta có: x  thay vào F , ta : 1 F  4z2  4z  y  2  10y  16y  16  f  z  Xét hàm số f  z  với y  z  3 2 y Ta có: f ' z   8z   y  2  f 'z    z  2 2 y  Nếu y   y   f  z   maxf  y  ,f 1  16 Mà f 1   10y  12y  12  12 và f  y   18y  24y  16  16  F  2 y 16  Nếu  y   y   f z   f 1  16  F  3 25 Cho các số thực không âm a,b,c thỏa mãn a  b  c  3x2  2y  z2    3   a  b  b  c  c  a   18 18 Hướng dẫn giải Kí hiệu: F  a;b;c    a  b  b  c  c  a  Chứng minh rằng:  Vì F  a;c;b    a  c c  b  b  a   F  a;b;c  suy miền giá trị F là tập đối xứng vì ta cần chứng minh : F  a;b;c   18 * Nếu ba số a,b,c có hai số thì F  a;b;c    18 29 (30) * Nếu a,b,c đôi khác thì không tính tổng quát, ta giả sử a  max a;b;c Khi đó: b  c thì F  a;b;c    ta cần xét 18 a  c  b Đặt x  a  b  c   x Ta có: F  a;b;c    a  b c  b  a  c    a  b  c  a  b  c   x 1  x 2x    h  x  Xét h  x   x 1  x 2x  1 , 3  x  , h' x   6x2  6x    x   3  1  Lập bảng biến thiên ta được: h  x   h   với x   ;1   18 2    Đẳng thức xảy a  3 3 ,b  0,c  6  26 Cho a,b là số thực dương thỏa : a2  4b2      3a2b2  a2  b2 a2  2b2 Tm giá trị nhỏ biểu thức: P a3  b3 b3  a  b2  2a2  5b2   a  b 2  2a2  5b2      8   2 a ab a  2b b3   Hướng dẫn giải a  4b2       3a2b2  a2  b2 a2  2b2  4ab a2  2b2  a 2b a 2b  a 2b   a 2b        4      Đặt t   thì t  b a b a b a  b a   a 2b   a 2b   a 2b  Khi đó: P              1 a 2b b a  b a  b a   b a Xét f  t   t  3t   với t  t 27 Cho ba số x,y,z   0;1 thoả mãn: x  y   z Tìm giá trị nhỏ biểu thức: x y z   y  z z  x xy  z2 Hướng dẫn giải Nhận xét x,y   0;1   x  1 y  1   xy   x  y x z y x Từ giả thiết suy xy  z Ta có P    z y x xy 1 1 1 z z z2 30 (31) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức x y Đặt a  ,b  ,c  z x z x x a b c Ta có xy  z    Khi đó P=   ,ab  c  y z z b  a  ab  1 Ta có BĐT    ab  a  b  luôn đúng b  a  1  ab    a b  a   b     1    1  b1 a 1  b1 a     ab  Lại có     a  b  1  2    ab   ab  b1 a 1     a b ab   b  a  1  ab Từ đó suy P  a b c ab     Đặt t= ab  b  a  ab  1  ab  ab 2t   f t   t  t2 2t Xét hàm số f  t    liên tục trên 1;   t  t2 Ta có P  Có f ' t    2 t  1 t  t  1  t  t 1    0, t  1;  Dấu “=” xảy và a  b  c   x  y  z  Vậy GTNN P Do đó hàm số đồng biến trên 1;   f  t   f 1   28 Cho x,y  thỏa mãn: 2 x  y    x  1 y    7xy   xy Tìm giá trị nhỏ của: F  x 3y  1  y 3x  1  x  y Hướng dẫn giải Giả thiết suy ra: 2 x  y   x  y  xy  2 x  y   2 x  y    x  y     x  y  Khi đó:  x y   2 x  y     x  y   y x Ta có: F  3   x y    1        x  y  y    x 31 (32) Vì y x  x Nên F  y    x y  x y  x y   x  y, x y   x  x y y Ta có: f ' t     f  t   f 1   t2 t  t  3t  t2  x y , xy  x  y 2 2  Đặt t  x  y   t  và F  f  t   3t  4   t với  t  t  t  1 t  22 t2  với t   0;1 15  x  y Dấu "  " xảy   xy  x  y  29 Cho số thực không âm a,b thỏa mãn: a2  b3  80 Tìm giá trị nhỏ biểu thức: P  a  b Hướng dẫn giải P  b  80  b3 với b  0; 80  Ta có: P'     3b2 80  b3 2 30 Cho a,b,c  thỏa mãn abc  a  b  c    ab  bc  ca  Tìm giá trị nhỏ biểu thức sau: P  4a3  4b3  4c3    b c a Hướng dẫn giải 2 abc  a  b  c   ab  bc  ca   3abc  a  b  c   a  b  c   a3 b3 c3  1 a2  b2  c2 P  4          b  a b c c a ab  bc  ca a  bc     P  a2  b2  c2  9  a  b  c   Đặt t  a  b  c, t  abc abc   31 Cho x,y,z  thỏa mãn x2  y  z2   xy  yz  zx  Tìm giá trị lớn  1 1 và nhỏ biểu thức: P   x  y  z      x y z Hướng dẫn giải Giả thiết viết thành: c 32 16  xy  yz  zx   x  y  z  Đặt a  4z , đó có: a  b  c  4, ab  bc  ca  xyz 4x 4y , b , xyz xyz (33) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức 2 Lại có:  b  c   4bc    a   a2  4a    a  Bài toán trở thành: tìm giá trị lớn và nhỏ biểu thức 20 1 1 P  4      f  a  với  a  a b c   a a  4a      32 Cho 4b  a  và b  thỏa mãn b   5b  a  4b  a  Tìm giá trị lớn biểu thức: P  a a  b a  12b Hướng dẫn giải Đặt t  Ta có: a thì  t  b P a a  b a  12b t t  t  12 f  t     b 5b  a  4b  a  t   t g t    Xét f  t   t t  t  12 với t 0;4 , ta thấy f  t  đồng biến và 12  f  t   12 Xét g  t    t   t với t 0;4 , ta thấy g  t  nghịch biến và  g  t    , suy maxP  24 a  4b 33 Cho các số thực không âm a,b thỏa mãn a2  b2  ìm giá trị lớn và giá trị nhỏ biểu thức: P  a  b   ab Hướng dẫn giải Đặt t  a  b  t  a2  b2  2ab   2ab  ab  t2  a   a   Từ giả thiết, suy a,b 0;2 nên có:   2 a  b   a2  b2 b  b        t  Lại có: t  a  b  a2  b2 hay t  2 Ta có: P  t  14  t 2 Xét f  t   t  14  t 2 với  t  2 34 Cho các số x,y  thỏa mãn  x  2y  xy  5x  2y 5  16x  Tìm giá trị nhỏ biểu thức: P  x2  4y  1  2xy 2  7xy  xy Hướng dẫn giải  x  2y  xy  5x  2y 5  16x    x  2y  xy  5 x  2y   32xy 33 (34)   x  2y   xy  5 x  2y   Mặt khác : P   x  2y      8     xy x  2y   32  11   x  2y      xy x  2y Đặt t  x  2y thì t  , đó P  t  32 3 t 32  với t  t 35 Cho x,y  thỏa mãn xy  x  y  Tìm giá trị nhỏ biểu thức: Xét hàm số: f  t   t  Q x2 y2 xy   y 1 x 1 x  y Hướng dẫn giải  xy  x  y  P  x  y 2 x  y 2   x  y 2 xy xy 2  x  y  xy  t2  t  với t  x  y và t  t 2 t 36 Cho a,b,c là các số thực thuộc 0;1 Tìm giá trị lớn biểu thức: P a3  b2   b3  c2   c3  a2  Hướng dẫn giải  a c3   f  a,b,c   f 0,b,c   a2     maxP   b2  a2     37 Cho x,y là các số thực thỏa mãn: x2  xy  4y  10 Tìm giá trị nhỏ nhất: A  x3  8y3  9xy Hướng dẫn giải  x  2y 2  10  3xy  10  3 x  2y   5 x  2y   10 hay 4  x  2y  A  x3  8y3  9xy   x  2y   6xy  x  2y   9xy kết hợp điều kiện  x  2y 2  10  3xy , sau đó đặt t  x  2y với 4  t  38 Cho các số thực x , y thỏa điều kiện x2  9y  Tìm giá trị lớn và giá trị nhỏ biểu thức sau: B  34  x  12  32xy    3y  12 x  3y  (35) Nguyễn Phú Khánh – Chuyên đề Bất đẳng thức Hướng dẫn giải B  x  3y   2 x  3y   x  3y   x  3y   4  t  với t  x  3y  x  3y  t Giả thiết, ta có:   x  3y   6xy   x  3y    x  3y 2   1  x  3y   đó  x  3y 2  x  3y 2  1  t  39 Cho a,b,c là ba số thực không âm có tổng Chứng minh rằng: a  ab  2abc  Hướng dẫn giải 1  bc   a 7  2a  2   ab  2abc  2ab c    2a   Ta cần chứng minh:  2 a   2a   , xét hàm số: f  a   a3  8a2  20a với  a  40 Cho x,y là số thực dương Tìm giá trị lớn biểu thức a P x4  y x  y   x2  y 2 x  y   xy xy Hướng dẫn giải P  22 x2 y2 x  y   6xy x  y   xy xy Đặt t  thì  t  xy xy Khi đó P  f  t  , xét f  t   2t  6t  5t  với  t  41 Cho số thực a,b,c thỏa mãn : a2  b2  c2  Tìm giá trị lớn của: A  a  b  c  abc Hướng dẫn giải 2 2 Ta có:  a  b  c  abc   a  b  c 1  ab     a  b   c2  1  1  ab         a2  b2  c2  2ab  2ab  a2b2      2ab  2ab  a2b2  a2  b2 a2  b2  c2   2 Xét hàm số: f  t     2t   2t  t với t  42 Cho a,b,c  thỏa mãn: a  b  c  Tìm giá trị lớn và giá trị nhỏ Đặt t  ab thì t  ab    35 (36) 3 biểu thức sau: B  a  b  c   b  c  a   c  a  b  Hướng dẫn giải   ab  b     bc c     b   ca  a  c    b  c  c  a  a  b  B  a b3  c3  b c3  a3  c a3  b3  3abc  b  c    c  a    a  b   a2 2 2 Bài toán trở tìm giá trị lớn B   b  c  c  a a  b  Không tính tổng quát giả sử a  b  c và a  b  c  1, c  nên a   b, b  Khi đó B  ab  a  b     b  b 1  2b   2b3  3b2  b  f  b   1 Xét f  b trên đoạn 0;   2 43 Cho x  y  z  là các số thực khác thỏa mãn xyz  Tìm giá trị nhỏ nhất, lớn biểu thức P  1   x y z Hướng dẫn giải P 1 1 y z       x 5  x  Với y,z ta luôn có:  y  z   4yz x y z x yz x  5  x    x   2  x  x   2 x   44 Cho số thực dương a,b thỏa mãn: a2  b2  20ab  5 a  b  ab  3 Tìm giá  a b4   a3 b3   a2 b2  trị nhỏ biểu thức P  9    16     25    b4 a   b3 a3   b2 a2        Hướng dẫn giải Từ giả thiết, chia hai vế cho ab , ta : 75 a  b ab a b     20  5 a  b   15 2 ab ab b a   Đặt t  a b  , thì b a P  9t  16t3  11t  48t  32 và từ   suy 6t  20  10 3 t  2  t  Xét hàm số f  t   9t  16t  11t  48t  32 với t  Vậy,  a;b  1;3 , 3;1 thì minP  36 14156 27 10 10 (37)

Ngày đăng: 23/06/2021, 07:58

w