CMR:
\(\frac{a^4+b^4}{2}\)>=\((\frac{a+b}{2})\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Áp dụng BĐT Cosi ta có \(\frac{ab}{a^2+b^2}+\frac{a^2+b^2}{4ab}\ge2\sqrt{\frac{ab}{a^2+b^2}.\frac{a^2+b^2}{4ab}}=1\)
Tương tự \(\frac{bc}{b^2+c^2}+\frac{b^2+c^2}{4bc}\ge1\) \(\frac{ca}{c^2+a^2}+\frac{c^2+a^2}{4ca}\ge1\)
Khi đó BĐT sẽ được chứng minh nếu ta chỉ ra được
\(\frac{1}{4}\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)-\left(\frac{a^2+b^2}{4ab}+\frac{b^2+c^2}{4bc}+\frac{c^2+a^2}{4ca}\right)\ge\frac{3}{4}\)
\(\Leftrightarrow\frac{1}{4}\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}-\left(\frac{a}{4b}+\frac{b}{4a}+\frac{b}{4c}+\frac{c}{4b}+\frac{a}{4c}+\frac{c}{4a}\right)\right)\ge\frac{3}{4}\)
\(\Leftrightarrow\frac{1}{4}\left(\frac{a+b+c}{a}+\frac{a+b+c}{b}+\frac{a+b+c}{c}-\frac{a+c}{b}-\frac{b+c}{a}-\frac{c+a}{b}\right)\ge\frac{3}{4}\)(do \(a+b+c=1\))
\(\Leftrightarrow\frac{3}{4}\ge\frac{3}{4}\) luôn đúng. Từ đó suy ba BĐT được chứng minh. Dấu "=" xảy ra khi \(a=b=c=\frac{1}{3}\)
\(\frac{a^4}{b+c}+\frac{b^4}{c+a}+\frac{c^4}{a+b}=\frac{a^6}{a^2b+a^2c}+\frac{b^6}{b^2a+b^2c}+\frac{c^6}{c^2a+c^2b}\ge\frac{\left(a^3+b^3+c^3\right)^2}{ab\left(a+b\right)+bc\left(b+c\right)+ca\left(c+a\right)}\ge\frac{\left(a^3+b^3+c^3\right)^2}{2\left(a^3+b^3+c^3\right)}=\frac{a^3+b^3+c^3}{2}\)
Dấu "=" ko xảy ra ???
\(\sqrt[3]{\frac{a^3+b^3}{2}}\le\sqrt[3]{\frac{\left(a+b\right)^3}{2}}< \sqrt[3]{\frac{\left(a+b\right)^3}{8}}=\frac{a+b}{2}\)
\(\sqrt[4]{\frac{a^4+b^4}{2}}\ge\sqrt[4]{\frac{\frac{\left(a^2+b^2\right)^2}{2}}{2}}\ge\sqrt[4]{\frac{\left[\frac{\left(a+b\right)^2}{2}\right]^2}{4}}=\sqrt[4]{\frac{\left(a+b\right)^4}{16}}=\frac{a+b}{2}\)
\(VT< VP\)
Dấu "=" không xảy ra ?!?
\(\sqrt[3]{\frac{a^3+b^3}{2}}\le\frac{a^3+b^3}{2}+1+1=\frac{a^3+b^3+4}{2}\) (theo cô si)
Mặt khác: \(VP>\sqrt[4]{\frac{\frac{\left(a^3+b^3+4\right)^2}{2}}{2}}\ge\sqrt[4]{\frac{\left[\frac{\left(a^3+b^3+4\right)^2}{2}\right]^2}{4}}\)
\(=\sqrt[4]{\frac{\left(a^3+b^3+4\right)^4}{16}}=\frac{a^3+b^3+4}{2}\ge VT\)
Vậy \(VP>VT\)
Ta có BĐT sau:
\(\frac{a^4+b^4}{a^3+b^3}\ge\frac{a+b}{2}\Leftrightarrow\left(a-b\right)^2\left(a^2+ab+b^2\right)\ge0\left(true\right)\)
Khi đó tương tự ta có nốt \(\frac{b^4+c^4}{b^3+c^3}\ge\frac{b+c}{2};\frac{c^4+a^4}{c^3+a^3}\ge\frac{c+a}{2}\)
Khi đó \(\frac{a^4+b^4}{a^3+b^3}+\frac{b^4+c^4}{b^3+c^3}+\frac{c^4+a^4}{c^3+a^3}\ge\frac{2\left(a+b+c\right)}{2}=a+b+c\)
Ta dễ chứng minh được
\(\frac{a^4}{a^3+b^3}+\frac{b^4}{b^3+c^3}+\frac{c^4}{c^3+a^3}=\frac{b^4}{a^3+b^3}+\frac{c^4}{b^3+c^3}+\frac{a^4}{a^3+c^3}\)( trừ cái là xong )
Khi đó \(LHS\ge\frac{a+b+c}{2}\)
Ta có điều phải chứng minh
Đẳng thức xảy ra tại a=b=c
Xét hiệu \(VP-VT=\frac{1}{4}\left(\frac{4}{a}+\frac{5}{b}+\frac{3}{c}\right)-\left(\frac{3}{a+b}+\frac{2}{b+c}+\frac{1}{a+c}\right)\)
\(=\frac{3a^3b^2+5a^3c^2+3a^2b^3-9a^2b^2c-7a^2bc^2+5a^2c^3+3ab^3c-8ab^2c^2-3abc^3+4b^3c^2+4b^2c^3}{4abc\left(a+b\right)\left(b+c\right)\left(c+a\right)}\)
Dễ thấy: \(a;b;c>0\) nên cần chứng minh
\(3a^3b^2+5a^3c^2+3a^2b^3-9a^2b^2c-7a^2bc^2+5a^2c^3+3ab^3c-8ab^2c^2-3abc^3+4b^3c^2+4b^2c^3\ge0\)
\(\Leftrightarrow\frac{1}{2}\left(8a^3+5a^2b+3a^2c-4ab^2-4ac^2-b^3+3b^2c+5bc^2+c^3\right)\left(b-c\right)^2+\frac{1}{2}\left(3a^2c-2a^3-5a^2b+4ab^2+4ac^2+7b^3+3b^2c-5bc^2-c^3\right)\left(c-a\right)^2+\frac{1}{2}\left(2a^3+5a^2b-3a^2c+4ab^2+4ac^2+b^3-3b^2c+5bc^2+9c^3\right)\left(a-b\right)^2\ge0\)