Cho \(x>0,y>0\)
CMR: \(\dfrac{x+y}{2}\ge\dfrac{2}{\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}}\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
\(\Leftrightarrow\dfrac{x+y}{xy}>=\dfrac{1}{x+y}:\dfrac{1}{4}=\dfrac{4}{x+y}\)
\(\Rightarrow\left(x+y\right)^2>=4xy\)
\(\Leftrightarrow\left(x-y\right)^2>=0\)(luôn đúng)
Lời giải:
Ta có: \(xy+yz+xz=3xyz\Rightarrow \frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}=3\)
Mà theo BĐT Cauchy-Schwarz: \(\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}\geq \frac{9}{x+y+z}\)
Do đó: \(3\geq \frac{9}{x+y+z}\Rightarrow x+y+z\geq 3\)
-------
Ta có: \(\text{VT}=x-\frac{xz}{x^2+z}+y-\frac{xy}{y^2+x}+z-\frac{yz}{z^2+y}\)
\(=(x+y+z)-\left(\frac{xy}{y^2+x}+\frac{yz}{z^2+y}+\frac{xz}{x^2+z}\right)\)
\(\geq x+y+z-\frac{1}{2}\left(\frac{xy}{\sqrt{xy^2}}+\frac{yz}{\sqrt{z^2y}}+\frac{xz}{\sqrt{x^2z}}\right)\) (AM-GM)
\(=x+y+z-\frac{1}{2}(\sqrt{x}+\sqrt{y}+\sqrt{z})\)
Tiếp tục AM-GM: \(\sqrt{x}+\sqrt{y}+\sqrt{z}\leq \frac{x+1}{2}+\frac{y+1}{2}+\frac{z+1}{2}=\frac{x+y+z+3}{2}\)
Suy ra:
\(\text{VT}\geq x+y+z-\frac{1}{2}.\frac{x+y+z+3}{2}=\frac{3}{4}(x+y+z)-\frac{3}{4}\)
\(\geq \frac{9}{4}-\frac{3}{4}=\frac{3}{2}=\frac{1}{2}\left(\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}\right)\)
Ta có đpcm
Dấu bằng xảy ra khi $x=y=z=1$
Vì \(x,y>0\) nên theo bất đẳng thức Cô-si ta có: \(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}\ge2\sqrt{\dfrac{x}{y}.\dfrac{y}{x}}=2\). Dấu "=" xảy ra <=> x = y
Đặt \(\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}=a\left(a\ge2\right)\Rightarrow a^2=\dfrac{x^2}{y^2}+\dfrac{y^2}{x^2}+2\)
Bpt \(\Leftrightarrow a^2-2+4\ge3a\Leftrightarrow a^2-3a+2\ge0\Leftrightarrow\left(a-1\right)\left(a-2\right)\ge0\)(luôn đúng vì \(a\ge2\))
Dấu "=" xảy ra <=> a = 2 <=> x = y
\(\dfrac{a^2}{x}+\dfrac{b^2}{y}\ge\dfrac{\left(a+b\right)^2}{x+y}\)
\(\Leftrightarrow a^2y.\left(x+y\right)+b^2x.\left(x+y\right)\ge xy\left(a+b\right)^2\)
\(\Leftrightarrow a^2xy+a^2y^2+b^2x^2+b^2xy\ge a^2xy+2abxy+b^2xy\)
\(\Leftrightarrow a^2y^2-2abxy+b^2x^2+a^2xy-a^2xy+b^2xy-b^2xy\ge0\)
\(\Leftrightarrow\left(ay-bx\right)^2\ge0\)
Dấu bằng xảy ra khi\(\dfrac{a}{x}=\dfrac{b}{y}\)
Xét hiệu:
\(\dfrac{a^2}{x}+\dfrac{b^2}{y}-\dfrac{\left(a+b\right)^2}{x+y}\)
\(=\dfrac{a^2.y\left(x+y\right)}{xy\left(x+y\right)}+\dfrac{b^2x\left(x+y\right)}{xy\left(x+y\right)}-\dfrac{xy\left(a+b\right)^2}{xy\left(x+y\right)}\)
\(=\dfrac{a^2xy+a^2y^2+b^2x^2+b^2xy-a^2xy-2abxy-b^2xy}{xy\left(x+y\right)}\)
\(=\dfrac{a^2y^2-2abxy+b^2x^2}{xy\left(x+y\right)}\)
\(=\dfrac{\left(ay-bx\right)^2}{x^2y+xy^2}\ge0\)
=> BĐT luôn đúng
Áp dụng bất đẳng thức AM-GM:
\(\dfrac{x^3}{x^2+y^2}=\dfrac{x\left(x^2+y^2\right)-xy^2}{x^2+y^2}=x-\dfrac{xy^2}{x^2+y^2}\ge x-\dfrac{xy^2}{2xy}=x-\dfrac{y}{2}\)
PP : biến đổi tương đương
Bài làm
Ta có \(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}\ge\dfrac{4}{x+y}\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{y+x}{xy}\ge\dfrac{4}{x+y}\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{\left(x+y\right)\left(y+x\right)}{xy\left(x+y\right)}\ge\dfrac{4xy}{\left(x+y\right)xy}\)
Vì x , y >0 , ta suy ra (x+y)2 \(\ge\)4xy
\(\Leftrightarrow\left(x+y\right)^2-4xy\ge0\)
\(\Leftrightarrow x^2-2xy+y^2\ge0\)
Hay (x-y)2 \(\ge\)0 ( điều này luôn đúng )
Vậy..........
Do \(x;y>0\) ta biến đổi tương đương:
\(\dfrac{x+y}{2}\ge\dfrac{2}{\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}}\Leftrightarrow\dfrac{x+y}{2}\ge\dfrac{2}{\dfrac{x+y}{xy}}\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{x+y}{2}\ge\dfrac{2xy}{x+y}\Leftrightarrow\left(x+y\right)^2\ge4xy\)
\(\Leftrightarrow x^2+2xy+y^2\ge4xy\Leftrightarrow x^2-2xy+y^2\ge0\)
\(\Leftrightarrow\left(x-y\right)^2\ge0\) (luôn đúng)
Vậy BĐT được chứng minh, dấu "=" xảy ra khi \(x=y\)