Đặt: f(a;b;c) =\(\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+c}+\frac{c}{c+a}\)

Vai trò của a, b, c là như nhau có thể giả sử: \(a=max\left\{a,b,c\right\}\)

Ta có: \(f\left(a;b;\sqrt{ab}\right)=\frac{a}{a+b}+\frac{b}{b+\sqrt{ab}}+\frac{\sqrt{ab}}{\sqrt{ab}+a}\)

\(=\frac{a}{a+b}+\frac{\sqrt{b}}{\sqrt{b}+\sqrt{a}}+\frac{\sqrt{b}}{\sqrt{b}+\sqrt{a}}=\frac{a}{a+b}+\frac{2\sqrt{b}}{\sqrt{a}+\sqrt{b}}\)

Ta chứng minh:

\(f\left(a;b;c\right)\ge f\left(a;b;\sqrt{ab}\right)\ge\frac{7}{5}\)

+) Chứng minh: \(f\left(a;b;c\right)\ge f\left(a;b;\sqrt{ab}\right)\)

Xét : \(f\left(a;b;c\right)-f\left(a;b;\sqrt{ab}\right)=\frac{b}{b+c}+\frac{c}{a+c}-\frac{2\sqrt{b}}{\sqrt{a}+\sqrt{b}}\)

\(=\frac{b\left(a+c\right)\left(\sqrt{a}+\sqrt{b}\right)+c\left(b+c\right)\left(\sqrt{a}+\sqrt{b}\right)-2\sqrt{b}\left(b+c\right)\left(a+c\right)}{\left(b+c\right)\left(a+c\right)\left(\sqrt{a}+\sqrt{b}\right)}\)

\(=\frac{ab\sqrt{a}-ab\sqrt{b}+2bc\sqrt{a}-2ac\sqrt{b}+c^2\sqrt{a}-c^2\sqrt{b}}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(a+c\right)}\)

\(=\frac{\left(\sqrt{a}-\sqrt{b}\right)\left(\sqrt{ab}-c\right)^2}{\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(a+c\right)}\ge0\)vì a=max{a,b,c} => \(a\ge b\)

=> \(f\left(a;b;c\right)\ge f\left(a;b;\sqrt{ab}\right)\)(1)

+) Chứng minh:\(f\left(a;b;\sqrt{ab}\right)\ge\frac{7}{5}\)

Xét: \(f\left(a;b;\sqrt{ab}\right)-\frac{7}{5}=\frac{a}{a+b}+\frac{2\sqrt{b}}{\sqrt{a}+\sqrt{b}}-\frac{7}{5}\)\(=\frac{\frac{a}{b}}{\frac{a}{b}+1}+\frac{2}{\sqrt{\frac{a}{b}}+1}-\frac{7}{5}\)(2)

Đặt \(\sqrt{\frac{a}{b}}=x\left(đk:x\le3\right)\)Ta có: 

(2)=\(\frac{x^2}{x^2+1}+\frac{2}{x+1}-\frac{7}{5}\)\(=\frac{5x^3+5x^2+10x^2+10-7x^3-7x^2-7x-7}{5\left(x^2+1\right)\left(x+1\right)}\)

\(=\frac{-2x^3+8x^2-7x+3}{5\left(x^2+1\right)\left(x+1\right)}=\frac{\left(3-x\right)\left(2x^2-2x+1\right)}{5\left(x^2+1\right)\left(x+1\right)}\ge0\)

=> \(f\left(a;b;\sqrt{ab}\right)\ge\frac{7}{5}\)(3)

Từ (1); (3) => \(f\left(a;b;c\right)\ge f\left(a;b;\sqrt{ab}\right)\ge\frac{7}{5}\)

"=" xảy ra <=> a=3; b=1/3; c=1 và các hoán vị

a) Giả sử:

\(\frac{a+b}{2}\ge\sqrt{ab}\)

\(\Rightarrow\frac{a^2+2ab+b^2}{4}\ge ab\)

\(\Rightarrow\frac{a^2+2ab+b^2}{4}-ab\ge0\)

\(\Rightarrow\frac{\left(a-b\right)^2}{4}\ge0\Rightarrow\left(a-b\right)^2\ge0\) (luôn đúng )

=> đpcm

b, Bất đẳng thức Cauchy cho các cặp số dương \(\frac{bc}{a}\)và \(\frac{ca}{b};\frac{bc}{a}\)và \(\frac{ab}{c};\frac{ca}{b}\)và \(\frac{ab}{c}\)

Ta lần lượt có : \(\frac{bc}{a}+\frac{ca}{b}\ge\sqrt[2]{\frac{bc}{a}.\frac{ca}{b}}=2c;\frac{bc}{a}+\frac{ab}{c}\ge\sqrt[2]{\frac{bc}{a}.\frac{ab}{c}}=2b;\frac{ca}{b}+\frac{ab}{c}\ge\sqrt[2]{\frac{ca}{b}.\frac{ab}{c}}\)

Cộng từng vế ta đc bất đẳng thức cần chứng minh . Dấu ''='' xảy ra khi \(a=b=c\)

c, Với các số dương \(3a\) và \(5b\), Theo bất đẳng thức Cauchy ta có \(\frac{3a+5b}{2}\ge\sqrt{3a.5b}\)

\(\Leftrightarrow\left(3a+5b\right)^2\ge4.15P\)( Vì \(P=a.b\)) 

\(\Leftrightarrow12^2\ge60P\)\(\Leftrightarrow P\le\frac{12}{5}\Rightarrow maxP=\frac{12}{5}\)

Dấu ''='' xảy ra khi \(3a=5b=12:2\)

\(\Leftrightarrow a=2;b=\frac{6}{5}\)

\(\overrightarrow{a}=1\Rightarrow3\overrightarrow{a}=3\)

\(\overrightarrow{b}=2\Rightarrow4\overrightarrow{b}=8\)

\(\overrightarrow{c}=3\overrightarrow{a}+4\overrightarrow{b}=\sqrt{3^2+8^2-2\cdot3\cdot8\cdot\cos\left(60\right)}=7\)

A B C K P Q M N

Áp dụng ĐL Melelaus có \(\frac{\overline{QB}}{\overline{QC}}.\frac{\overline{MA}}{\overline{MB}}.\frac{\overline{NC}}{\overline{NA}}=1\Rightarrow\frac{\overline{QB}}{\overline{QC}}=\frac{\overline{MB}}{\overline{MA}}.\frac{\overline{NA}}{\overline{NC}}\) (1)

Áp dụng ĐL Ceva có \(\frac{\overline{MB}}{\overline{MA}}.\frac{\overline{NA}}{\overline{NC}}.\frac{\overline{PC}}{\overline{PB}}=-1\Rightarrow\frac{\overline{PB}}{\overline{PC}}=-\frac{\overline{MB}}{\overline{MA}}.\frac{\overline{NC}}{\overline{NA}}\) (2)

Từ (1) và (2) suy ra \(\frac{\overline{PB}}{\overline{PC}}=-\frac{\overline{QB}}{\overline{QC}}\). Như vậy \(\left(BCPQ\right)=-1\)tức là hàng điều hòa (đpcm).

P/S: Đề bị thừa điểm O nhé bạn.

Cho mình sửa dòng thứ hai: \(\frac{\overline{PB}}{\overline{PC}}=-\frac{\overline{MB}}{\overline{MA}}.\frac{\overline{NA}}{\overline{NC}}\) mới đúng.