I/ ĐỊNH NGHĨA:
Với A, B là 2 biểu thức bất kì:
A >B <=> A – B > 0 A < b=""><=> A – B <>=>=>
A B <=> A – B 0 A B <=> A – B 0=>=>
+ Nếu A > B => C > D ta nói bất đẳng thức C > D là hệ quả của bất đẳng thức A > B
+ Nếu A > B <=> C > D ta nói hai bất đẳng thức C > D và A > B là 2 bất đẳng thức tương đương.=>
II/ TÍNH CHẤT:
1/ A >B <=> B <>=>
2/ A >B và B > C => A > C
3/ A >B <=> A + C >B + C Hệ quả A >B + C <=> A – C > B=>=>
4/ A >B và C > D => A + C > B + D
A > B và C < d=""> A – C > B – D
5/ A > B và C > 0 <=> AC > BC=>
A > B và C < 0=""><=> AC <>=>
6/ A > B > 0 và C > D > 0 => AC > BD
7/ A > B > 0, n nguyên dương => An > Bn
8/ A > B > 0, n nguyên dương => . Hệ quả: a2 b2 <=> a b <=> (a,b 0)=>=>
9/ A > B, AB > 0 =>
10/ A > 1, m và n nguyên dương, m > n => Am > An
0 < a="">< 1,="" m="" và="" n="" nguyên="" dương,="" m=""> n => Am <>
CHUYÊN ĐỀ: BẤT ĐẲNG THỨC A/ KIẾN THỨC CẦN NẮM I/ ĐỊNH NGHĨA: Với A, B là 2 biểu thức bất kì: A >B A – B > 0 A A – B < 0 A B A – B 0 A B A – B 0 + Nếu A > B => C > D ta nói bất đẳng thức C > D là hệ quả của bất đẳng thức A > B + Nếu A > B C > D ta nói hai bất đẳng thức C > D và A > B là 2 bất đẳng thức tương đương. II/ TÍNH CHẤT: 1/ A >B B < A 2/ A >B và B > C => A > C 3/ A >B A + C >B + C Hệ quả A >B + C A – C > B 4/ A >B và C > D => A + C > B + D A > B và C A – C > B – D 5/ A > B và C > 0 AC > BC A > B và C AC < BC 6/ A > B > 0 và C > D > 0 => AC > BD 7/ A > B > 0, n nguyên dương => An > Bn 8/ A > B > 0, n nguyên dương => . Hệ quả: a2 b2 a b (a,b 0) 9/ A > B, AB > 0 => 10/ A > 1, m và n nguyên dương, m > n => Am > An 0 n => Am < An Chú ý: CẦN TRÁNH CÁC SAI LẦM SAU: 1/ Trừ từng vế của 2 bất đẳng thức cùng chiều 2/ Nhân từng vế của 2 bất đẳng thức cùng chiều mà không có giả thiết các vế không âm. 3/ Bình phương vế của 2 bất đẳng thức mà không có giả thiết các vế không âm. 4/ Khử mẫu khi chưa biết dấu của biểu thức dưới mẫu 5/ Nghịch đảo và đổi chiều của bất đẳng thức khi chưa có giả thiết 2 vế cùng dấu. 6/ Thừa nhận xm > xn với m, n nguyên dương và m > n khi chưa biết điều kiện của x. III/ CÁC HẰNG BẤT ĐẲNG THỨC ĐƯỢC THỪA NHẬN: a: a2 0; -a2 0; Dấu bằng xảy ra a = 0 -|a| a |a|; Dấu bằng xảy ra a = 0 |a| 0 ; Dấu bằng xảy ra a = 0 ai 0 (i = 1, 2, , n; n N*) => a1 + a2 + + an 0 CHỨNG MINH BẤT ĐẲNG THỨC: Cách 1: Biến đổi bất đẳng thức cần chứng minh thành một bất đẳng thức tương đương mà ta đã biết là đúng Cách 2:Biến đổi tương đương bất đẳng thức đã biết thành bất đẳng thức cần chứng minh. BÀI TẬP Bài 1: Cho x, y là 2 số thực bất kỳ khác không. CMR : + + 3. dấu đẳng thức xảy ra khi nào? Bài 2: Cho cặp số (x, y) thoả mãn các điều kiện: -1 x 1; -1 xy + x + y 1> Chứng minh rằng: |x| 2; |y| 2 Bài 3: Cho a, b, c > 0. CMR: + + < + + Bài 4: Cho x, y, z là 3 số thực tuỳ ý thoả mãn: CMR: x2 + y4 + c6 2. Đẳng thức có thể xảy ra được không? Bài 5: Với a, b là các số thực dương. CMR: 4(a3 + b3) (a + b)3 Bài 6: Cho a và b là 2 số dương. Biết rằng phương trình: x3 – x2 + 3ax – b = 0; có 3 nghiệm (không nhất thiết phân biệt). CMR: + 27b 28 Bài 7: 1/ a2 + b2 + c2 ab + bc + ca a, b, c 2/ x4 + y4 + z4 xyz(x + y + z) x, y, z Bài 8: x, y, z là các số thực thoả mãn điều kiện: x + y + z + xy + yz + zx = 6 Chứng minh rằng: x2 + y2 + z2 3 Bài 9: Với a, b, c là độ dài 3 cạnh của một tam giác. Chứng minh rằng: Bài 10: Cho x, y là 2 số thực thoả mãn: x2 + 4y2 = 1. Chứng minh rằng: |x + y| Bài 11: Cho 3 số dương x, y, z thoả mãn hệ thức: + + = 6. Xét biểu thức P = x + y2 + z3 a/ Chứng minh: P x + 2y + 3z – 3 b/ Tìm giá trị nhỏ nhất của P Bài 12: Cho a, b, c > 1. Chứng minh: + + 12. Đẳng thức xảy ra khi nào? Bài 13: Cho P(x) = x3 + ax2 + bx + c và Q(x) = x2 + x + 2005. Biết phương trình P(x) = 0 có 3 nghiệm phân biệt còn phương trình P(Q(x)) = 0 vô nghiệm. Chứng minh P(2005) > Bài 14: Giả sử x, y là những số không âm thay đổi thoả mãn điều kiện: x2 + y2 = 1 a/ Chứng minh rằng 1 x + y b/ Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của biểu thức P = + Bài 15: Chứng minh: (a + b + c) 9 Aùp dụng giải bái tập: a/ b/ Giải phương trình: + + + =1 Bài 16: Cho a, b, c là số đo 3 cạnh của một tam giác, chứng minh rằng: a2b + b2c + c2a + ca2 + bc2 + ab2 – a3 – b3 – c3 > 0 Bài 17: Cho a, b, c là độ dài ba cạnh của một tam giác. 1/ Chứng minh bất đẳng thức : ab + bc + ca a2 + b2 + c2 < 2(ab + bc + ca) 2/ CMR nếu (a + b + c)2 = 3(ab + bc + ca) thì tam giác đó là tam giác đều. Bài 18: Giả sử: a b; c d. Chứng minh: ac + bd bc + ad Bài 19: Cho a, b, c là 3 số dương. Chứng minh: + + Bài 20: Cho a + b + c = 1. Chứng minh rằng: a2 + b2 + c2 Bài 21: Cho a b c > 0. Chứng minh bất đẳng thức: = Bài 22: Cho 3 số a, b, c sao cho 0 a 2; 0 b 2; 0 c 2 và a + b + c = 3. Chứng minh: a2 + b2 + c2 5 Bài 23: Cho a; b; c là 3 cạnh một tam giác. Chứng minh: + + < 2 Bài 24: Cho 3 số dương có tổng bằng 4. Chứng minh rằng tổng của 2 số bất kỳ trong 3 số đó không bé hơn tích của 3 số đó. Bài 25: Cho |a| < 1; |a – c| < 1999; |b – 1| < 1999. Chứng minh rằng |ab – c| < 3998 Bài 26: 1/ Chứng minh nếu x > 0; y > 0 thì 2/ Chứng minh nếu a, b, c là 3 cạnh của một tam giác, ta có: + + Bài 27: Cho a; b; c > 0> Chứng minh + + > Bài 28: Chứng minh rằng: (a + b – c)(a – b + c)(–a + b + c) abc với a; b; c là độ dài 3 cạnh một tam giác. Bài 29: Cho a, b là 2 số thoả mãn: 2a2 + = 4. Chứng minh ab -2. Dấu đẳng thức xảy ra khi nào? Bài 30: Cho các số a; b; c [0; 1]. Chứng minh rằng: a + b2 + c3 – ab – bc – ca 1 Bài 31: Chứng minh rằng: với mọi a, b có đẳng thức: (a2 + b2)(a2 + 1) 4a2b Bài 32: Cho m2 + n2 = 1 và a2 + b2 = 1. Chứng minh: –1 am + bn 1 Bài 33: Cho các số: x, y, z 0 và x + y z = 1. Chứng minh rằng: x + 2y + z 4(1 – x)(1 – y)(1 – z) Bài 34: Chứng minh rằng: nếu a > 0; b > 0; c > 0 thì: Bài 35: Cho 3 số dương a, b, c. Chứng minh rằng: a/ a3 + b3 a2b + ab2 b/ + + Bài 36: Cho 3 số dương a, b, c. CMR: + + Bài 37: Cho 3 số dương a, b, c. CMR: 8 Bài 38: Cho a . b và ab = 1. Chứng minh rằng: 8 (1) Bài 39: 4 (a, b, c, d > 0) Bài 40: Cho 3 số dương a, b, c> Chứng minh rằng: a/ a3b + b3c + c3a abc(a + b + c) b/ + + + + + 6abc Bài 41: a/ Chứng minh: x4 + y4 b/ Cho x > 0, y > 0 và x + y = 1. Chứng minh: 8(x4 + y4) + 5 Bài 42: Cho x > 0, y > 0 và x + y 1. Chứng minh: 4 Bài 43: Cho x 1; y 1. Chứng minh: x + y xy Bài 44: Cho a > c; b > c; c > 0. Chứng minh: + Bài 45: Cho a, b, c là độ dài 3 cạnh của một tam giác. Chứng minh rằng: < 2() Bài 46: Cho 3 số dương a, b, c có tổng bằng 1. Gọi P = abc(a + b)(b + c)(c + a). Chứng minh P < Bài 47: Cho 2 số dương x, y thoả: x3 + y3 = x – y. Chứng minh rằng: x2 + y2 < 1 Bài 48: Chứng minh rằng: a/ b/ Bài 49: Cho a, b, c là các số không âm thoả a + b + c = 1. Chứng minh: b + c 16abc Bài 50: Cho a, b, c là các số thuộc đoạn [-1; 2] thoả: a + b + c = 0. Chứng minh: a2 + b2 + c2 6 Bài 51: Chứng minh: a + b Aùp dụng tìm x để A = đạt giá trị lớn nhất. Bài 52: a/ Cho a 0, b 0. Chứng minh: a + b b/ a2 + b2 . Chứng minh: a2 + b2 Bài 53: Cho x 1; y 1. Chứng minh: + Bài 54: a/ Cho xy = 1 và x > y. Chứng minh: 2 b/ Cho a, b, c là độ dài 3 cạnh của một tam giác thoả: a + b + c = 2. Chứng minh: a2 + b2 + c2 + 2abc < 2 Bài 55: Chứng minh rằng: + + 4 0 Bài 56: Cho a, b, c > 0. Chứng minh rằng: + + a + b + c Bài 57: Chứng minh nếu a + b = 2 thì: a3 + b3 a4 + b4 BÀI GIẢI Bài 1: + + 3. (1) ( - 1) + ( - 1) + ( - 1) 0 0 (x2 – y2)2 0 (x2 – y2)2. 0 (2) Bất đẳng thức (2) đúng, suy ra bất đẳng thức (1) được chứng minh. Dấu đẳng thức xảy ra khi x2 = y2 x = y Bài 2: Từ đề bài suy ra: . Đặt x + 1 = a; y + 1 = b ta có: Từ (2) suy ra một trong 2 số a, b bằng 0 hoặc 2 số đó cùng dấu. + Nếu một trong 2 số bằng 0, chẳng hạn a = 0 khi đó 1 b 3 + Nếu hai số cùng dấu thì thì từ (1) suy ra: a > 0; b > 0. Khi đó cũng từ (1) ta có a < 3; b < 3 suy ra 0 < a; b < 0. Vậy trong mọi trường hợp ta đều có: Suy ra: |x| 2; |y| 2 Bài 3: . Theo bất đẳng thức Cosi thì: > 0 Suy ra => Hay Tương tự: , Cộng từng vế của các bất đẳng thức trên, ta có: + + 2 Dấu đẳng thức không xảy ra, vì nếu trái lại thì a = b + c, b = c + a và c = a + b, từ đó ta có: a + b + c = 0, vô lí. Vậy: + + > 2 (1) Ta lại có: = < 0 Suy ra < Tương tự ta có: < ; < Do đó: + + < + + = 2 (2) Từ (1) và (2) suy ra bất đẳng thức được chứng minh. Bài 4: Xét y4 – y2 = y2(y2 – 1) Do -1 y 1 nên 0 y2 1, suy ra y2(y2 – 1) 0, Vậy y4 y2 Tương tự z6 z2. Suy ra x2 + y4 + z6 x2 + y2 + z2 (1) Do -1 x; y; z 1 => => (1 + x)(1 + y)(1 + z)(1 – x)(1 – y)(1 – z) 0 2xy + 2yz + 2xz + 2 0 x2 + y2 + z2 + 2xy + 2yz + 2xz + 2 x2 + y2 + z2 (x + y + z)2 + 2 x2 + y2 + z2 => x2 + y2 + z2 2 (2) Từ (1) và (2) => x2 + y4 + z6 2 Bài 5: 4(a3 + b3) (a + b)3 4(a3 + b3) – (a + b)3 0 3(a + b)(a – b)2 0 là bất đẳng thức đúng nên bài toán được chứng minh. Dấu đẳng thức xảy ra khi a = b. Lưu ý: Các bài toán tương tự: 1/ a2 + b2 + c2 + d2 +e2 a(b + c + d + e)(HD: trước khi chuyển sang dạng a – b nhận 2 vế cho 4) 2/ a2 + 9b2 + c2 + > 2a + 12b + 4c 3/ a; b; c: a2 + 4b2 + 3c2 > 2a + 12b + 6c – 14 4/ x5 + y5 x4y + xy4 5/ (a2 + b2)(a2 + 1) 4a2b với mọi a, b 6/ a, b Q, chứng minh a4 + a3b + ab3 + b4 0 7/ a2 + b2 + c2 ab + bc + ca 8/ Cho a, b, c là 3 số dương. Chứng minh:a/ ( Có áp dụng Cosi) b/ ( Có thể áp dụng Cosi) c/ 9/ a6 + 1 a2(a2 + 1) 10/ a + b với a > 0; b > 0 11/ CMR với 4 số a, b, c, d > 0, ta có: a/ a2 + b2 + c2 + d2 (a + b)(c + d) b/ 12/ Cho a > 0, b > 0. Chứng minh: 13: a/ 2(a4 + b4) ab3 + a3b + 2a2b2, với mọi a, b b/ + > a, với a > b > 0 14: Gọi a, b, c là độ dài 3 cạnh của tam giác ABC. Chứng minh: a(b – c)2 + b(c – a)2 + c(a + b)2 > a3 + b3 + c3 15: x2 + y2 + z2 ; x, y, z Bài 6: Gọi x, y, z là 3 nghiệm của phương trình đã cho. Theo hệ thức Viet ta có: x + y + z = 1; xy + yz + xz = 3a; xyz = b. Do a, b > 0 nên x > 0, y > 0, z > 0. Aùp dụng bất đẳng thức Cosi với 3 số dương ta có: xy + yz + xz 3 3a 3 27a3 27b2 a3 b2 > 0 Vậy + 27b + 27b = = = 28 + Do xy + yz + xz 3 nên 1 3 => 27b 1. Do đó: (27 – 1)(b – 1) 0 Suy ra + 27b 28. dấu đẳng thức xảy ra Bài 7: 1/ Ta có: (a – b)2 0 a2 + b2 2ab Tương tự: b2 + c2 2bc a2 + c2 2ac Cộng vế theo vế các bất đẳng thức trên ta được: 2(a2 + b2 + c2) 2(ab + bc + ca) a2 + b2 + c2 ab + bc + ca Dấu đẳng thức xảy ra khi a = b = z 2/ Aùp dụng câu 1/ ta có: x4 + y4 + z4 x2y2 + ... xảy ra a = b = c tam giác đó là tam giác đều. Bài 29: Từ 2a2 + + = 4 => (a2 + - 2) + (a2 + ab + ) = ab + 2 ab + 2 = + 0 ab -2 Dấu “=” xảy ra hoặc Bài 30: Do a; b; c [0; 1] => (1 – a)(1 – b)(1 – c) 0 1 + ab + bc + ac – a – b – c – abc 0 a + b + c – ab – bc – ac 1 – abc 1 (do abc 0) Mặt khác: 0 b 1 => b2 b; Và 0 c 1 => c3 c Vậy a + b2 + c3 – ab – bc – ac a + b + c – ab – bc – ac 1 Bài 31: Ta có: a2 + b2 2|a||b| 0 a, b; và a2 + 1 2|a| 0 => (a2 + b2)(a2 + 1) 4|a|2|b| = 4a2|b| 4a2b Bài 32: Ta có: Cho (m2 + n2)(a2 + b2) = a2m2 + m2b2 + a2n2 + b2n2 = = a2m2 + m2b2 + a2n2 + b2n2 + 2mbna – 2mbna = (am + bn)2 + (mb – na)2 Mà m2 + n2 = a2 + b2 = 1 => 1 = (am + bn)2 + (mb – na)2 => (am + bn)2 1 (Vì (mb – na)2 0) => |am + bn| 1; => –1 am + bn 1 Bài 33: x, y, z 0; x + y + z = 1 => x, y, z 1 => 1 – x; 1 – y; 1 – z 0 Aùp dụng bất đẳng thức Cosi cho 2 số không âm. Ta có: (1 – x)(1 – z) 4(1 – x)(1 – z) (1 + y)2 (do 1 – x – z = y) 4(1 – x)(1 – z)(1 – y) (1 + y)2(1 – y) Mặt khác: 1 – y2 1 nên (1 + y)2(1 – y) = (1 + y)(1 – y2) = (x + 2y + z)(1 – y2) x + 2y + z Vậy 4(1 – x)(1 – z)(1 – y) x + 2y + z Bài 34: Đặt: b + c = x; c + a = y; a + b = z (x, y, z > 0) => x + y + z = 2( a + b + c) Do đó: a = ; b = ; c = . Ta có: = + + = = + + + + + + = = + 1 + 1 + 1 = Bài 35: a/ Cho 3 số dương a, b, c. Ta có: a3 + b3 a2b + ab2 a3 – a2b + b3 – ab2 0 (a – b)2(a + b) 0 là bất đẳng thức đúng. b/ Từ a3 + b3 a2b + ab2 => a3 + b3 + abc a2b + ab2 + abc = ab(a + b + c) => . Tương tự ta cũng có: và . Nên ta có: + + = Do đó: + + Bài 36: Ta áp dụng bất đẳng thức: (a + b)2 4ab (Tự chứng minh) Ta suy ra: (a + b) (vì a, b > 0) => (a + b). Tương tự ta cũng có: (b + c) và (a + c). Cộng theo từng vế ta được: + + Bài 37: Với a, b, c > 0. Ta áp dụng bất đẳng thức Cosi với 2 số dương ta có: 1 + 2 > 0; 1 + 2 > 0; 1 + 2 > 0 Nhân ba bất đẳng thức trên theo từng vế ta được: 8 Bài 38: Ta có: a2 + b2 = (a – b)2 + 2ab = (a – b)2 + 2 (do ab = 1) Suy ra (a2 + b2)2 = [(a – b)2 + 2]2 = (a – b)4 + 4(a – b)2 + 4 Do đó: 8 8 (a – b)4 + 4(a – b)2 + 4 8(a – b)2 Vì (a – b)2 > 0 (a – b)4 – 4(a – b)2 + 4 0 [(a – b)2 – 2]2 0 bất đẳng thức đúng Bài 39: VT = = + = = (a + c)(a + b + c + d). + (b + d)(a + b + c + d). Aùp dụng bất đẳng thức: (x, y > 0) (tự chứng minh) thì: (a + c)(a + b + c + d). + (b + d)(a + b + c + d). (a + c)(a + b + c + d). + (b + d)(a + b + c + d). = = (a + b + c + d)(a + b + c + d). = 4 Vậy 4 Bài 40: a/ a3b + b3c + c3a abc(a + b + c) a + b + c (vì abc > 0) Dùng bất đẳng thức Cosi cho 2 số dương, ta có: + c = 2a (vì a > 0) + a = 2b (vì b > 0)và + b = 2c (vì c > 0) Cộng 3 bất đẳng thức trên theo từng vế, ta được: + a + b + c 2(a + b + c) a + b + c Vậy a3b + b3c + c3a abc(a + b + c) b/ Với a, b, c > 0; Aùp dụng bất đẳng thức Cosi cho 2 số dương, ta có: + 2 = 2abc (vì a, b, c > 0), Tương tự: + 2abc (vì a, b, c > 0) và + 2abc (vì a, b, c > 0) Cộng 3 bất đẳng thức trên theo từng vế, ta được: + + + + + 6abc Bài 41: Trước hết ta chứng minh b đt quen thuộc: x2 + y2 (tự chứng minh) (1) a/ Aùp dụng (1), ta có: x4 + y4 = (x2)2 + (y2)2 . (2) Mà theo (1) ta có: x2 + y2 ; => (x2 + y2)2 => (x2 + y2)2 (3) Từ (2) và (3) ta được: x4 + y4 b/ Aùp dụng bất đẳng thức Cosi cho 2 số dương, ta có: x + y 2 => 1 2 (vì x + y = 1) => 2 => 4 (4) Mà theo câu a, ta có: x4 + y4 => 8(x4 + y4) 1 (5) (vì x + y = 1) Cộng (4) và (5) theo từng vế ta được: 8(x4 + y4) + 5 Bài 42: Với x > 0, y > 0, ta có: (Tự chứng minh) Áp dụng bất đẳng thức trên với 2 số dương x2 + xy và y2 + xy ta được: = . Mà x > 0, y > 0 và x + y 1 => 1 => 1. Do đó: 4 Bài 43: Ta có: = = => x (Vì x 1 > 0) (1) = = => y (Vì y 1 > 0) (2) Cộng (1) và (2) ta được: x + y xy Bài 44: Do a > c; b > c; c > 0. Nên: + c(a – c) + c(b – c) + 2 ab ac + bc – 2c2 + 2c ab ( Vì c > 0) c2 – 2c + ab – ac + c2 – bc 0 c2 – 2c + a(b – c) – c(b – c) 0 c2 – 2c + (a – c)(b – c) 0 0 (Đúng) Vậy + Bài 45: Từ ab + bc + ca a2 + b2 + c2 < 2(ab + bc + ca) + Dễ dàng chứng minh được: ab + bc + ca a2 + b2 + c2 + Ta chứng minh: a2 + b2 + c2 < 2(ab + bc + ca) Ta có: a > |b – c| => a2 > (b – c)2, tức là a2 > b2 + c2 – 2bc Tương tự: b2 > a2 + c2 – 2ac và c2 > a2 + b2 – 2ab => a2 + b2 + c2 > 2(a2 + b2 + c2) – 2(ab + bc + ca) => a2 + b2 + c2 < 2(ab + bc + ca) Vậy ab + bc + ca a2 + b2 + c2 < 2(ab + bc + ca) Do đó < 2() Bài 46: P = abc(a + b)(b + c)(c + a) = c(a + b).a(b + c).b(c + a) Dùng bất đẳng thức Cosi với 2 số dương c và a + b ta có: c + (a + b) 2 hay 1 2 > 0. Tương tự ta cũng có: a + (b + c) 2 hay 1 2 > 0 và b + (c + a) 2 hay 1 2 > 0 Nhân theo từng vế các bất đẳng thức trên ta được: 1 8 = 8 => P Dấu “=” xảy ra a = b = c = Điều này không thoả giả thiết a + b + c = 1; Vậy dấu “=” không xảy ra; tức là P < Bài 47: Do x > 0, y > 0 nên x – y = x3 + y3 > 0 Ta có: x3 + y3 > x3 – y3 > 0 1 = > = x2 + xy + y2 > x2 + y2 Vậy x2 + y2 < 1 Bài 48:a/ Cách 1: ta chứng minh quy nạp Cách 2: Với k nguyên dương ta có: 12k2 + k – 1 12k2 (4k – 1)(3k + 1) 12k2 1 + 1 + Thay k lần lượt từ 1 đến n, nhân vế theo vế ta có điều cần chứng minh. b/ Ch0 n = 997, theo câu a/ ta có: mà = = < = D o đó: < Bài 49: Ta có: (x – y)2 0 (x – y)2 + 4xy 4xy (x + y)2 4xy (*) Aùp dụng (*) ta có: 1 = (a + b + c)2 4a(b + c); a; b; c 0 Do đó: (b + c) 4a(b + c)2. Mà (b + c)2 4bc > 0 Vậy b + c 4a.4bc b + c 16abc Bài 50: a [-1; 2] -1 a 2 Ta có: (a + 1)(a – 2) 0 a2 – a – 2 0 a2 a + 2 Tương tự: b2 b + 2; c2 c + 2 Do đó: a2 + b2 + c2 a + b + c + 6 a2 + b2 + c2 6 (Vì a + b + c = 0) Bài 51: Ta có: (a + b)2 (a + b)2 + (a – b)2 (a + b)2 a2 + 2ab + b2 + a2 – 2ab + b2 (a+b)2 2a2 + 2b2 |a + b| Mà a + b |a + b| Nên a + b Aùp dụng A = 2 Min A = 2 x = 4 Bài 52: a/ Vì a 0; b 0 => ab 0 Aùp dụng bất đẳng thức Cosi cho 2 số không âm ta có: a + b 2; 9 + ab 2 Do đó: (a + b)(9 + ab) 2.2 = 12ab a + b (Vì 9 + ab > 0) b/ (a2 – b2)2 0 => (a2 – b2)2 + (a2 + b2)2 (a2 + b2)2 a4 + 2a2b2 + b4 + a4 – 2a2b2 + b4 (a2 + b2)2 2(a4 + b4) (a2 + b2)2 a4 + b4 (a2 + b2)2 Vì a2 + b2 => (a2 + b2)2 = . Do đó: a4 + b4 . = Bài 53: Ta có: + - + - 0 + 0 + 0 x(y – x)(1 + y2) + y(x – y)(1 + x2) 0 (x – y)[–x(1 + y2) + y(1 + x2)] 0 (x – y)(x – y)(xy – 1) 0 (x – y)2(xy – 1) 0 (BĐ T đúng vì (x – y)2 0; x 0, y 0 => (xy – 1) 0) Do vậy + Bài 54: a/ Do x > y => x – y > 0 Ta có: = = = (x – y) + 2 = 2 (Aùp dụng bất đẳng thức Cosi cho 2 số dương) b/ a a + a < a + b + c mà a + b + c = 2. Do đó: 2a < 2 => a < 1. ương tự ta cũng có: b < 1; c < 1 Ta có: (1 – a)(1 – b)(1 – c) > 0 => (1 – b – a + ab)(1 – c) > 0 => 1 – c – b + bc – a + ca + ab – abc > 0 => abc < ab + bc + ca + 1 – (a + b + c) => abc 2abc < 2ab + 2bc + 2ca – 2 => a2 + b2 + c2 + 2abc < a2 + b2 + c2 + 2ab + 2bc + 2ca => a2 + b2 + c2 + 2abc a2 + b2 + c2 + 2abc < 2 (Do a + b + c = 2) Bài 55: + + 4 = + 2 = = + 2 = = = = 0 Bài 56: Với a, b, c > 0. Ta chứng minh: 2b – a. Thật vậy: 2b – a 5b3 – a3 (2b – a)(ab + 3b2) 5b3 – a3 2ab2 + 6b3 – a2b – 3ab2 a3 – b3 – a2b – a2b – ab2 0 (a + b)(a2 – ab + b2 – ab) 0 (a + b)(a – b)2 0 (BĐT đúng) Tương tự ta cũng có: 2c – b; 2a – c Do đó: + + 2b – a + 2c – b + 2a – c = a + b + c Bài 57: Ta có a4 – a3b + b4 – ab3 = a3(a – b) – b3(a – b) = (a – b)(a3 – b3) = (a – b)2(a2 + ab +b2) = (a – b)2 = (a – b)2 0 => a4 + b4 a3b + ab3 a4 + b4 + a4 + b4 a4 + b4 + a3b + ab3 2(a4 + b4) a3(a + b) + b3(a + b) 2(a4 + b4) (a3+ b3)(a + b) Do a + b 2; do đó: a3 + b3 > 0 Ta có: (a + b)(a3 + b3) 2(a3 + b3) Do đó: 2(a4 + b4) 2(a3 + b3) =>a4 + b4 a3 + b3 BÀI TẬP BỔ SUNG 08 -------------------------- Bài 1: Cho 2 số không âm a, b thoả mãn 2 – = 1. Chứng minh rằng a + b Giải: Đặt = u; = v (u; v 0) => 2u – v = 1 a + b = u2 + v2 = u2 – (2u – 1)2 = 5u2 – 4u + 1 = 5 5. Bài 2: Chứng minh bất đẳng thức Giải: Vì 2 vế không âm nên ta bình phương 2 vế ta được: a2 + b2 + c2 2(|a|.|b| + |a|.|c| + |b|.|c|) 2(|a|.|b| + |a|.|c| + |b|.|c|) 0 |a|.|b| + |a|.|c| + |b|.|c| 0 Mà bất đẳng thức sau cùng lu6ng đúng với mọi a, b, c. Do đó bất đẳng thức đã cho đúng Bài 3: Cho A = 2xyz – xy – yz – xz + 1. Chứng minh A > 0 với mọi x, y, z lớn hơn 1 Giải: Ta có: A = xyz – xy + xyz – xy – xz + 1 = xy(z – 1) + xz(y – 1) – yz + 1 = = xy(z – 1) + xz(y – 1) – yz + 1 + z – 1 – (z – 1) = (z – 1)(xy – 1) + xz(y – 1) – z(y – 1) = = (z – 1)(xy – 1) + z(y – 1)(x – 1) Vì x; y; z > 1 nên xy > 1; x – 1; y – 1; z – 1 đều dương => A > 0 (x,y,z > 1) Bài 4: Cho a; b; c là 3 cạnh của một tam giác có chu vi bằng 2. Chứng minh rằng: a2 + b2 + c2 + 2abc < 2 Giải: Vì mỗi cạnh của tam giác đều nhỏ hơn nửa chu vi; mà chu vi tam giác bằng 2 nên ta có: (a – 1)(b – 1)(c – 1) abc – 1 – ab – ac – bc + a + b + c < 0 (1) Ta lại có: a + b + c = 2 => 4 = (a + b + c)2 = a2 + b2 + c2 + 2(ab + bc + ca) => – ab – ac – bc = (2) Thay (2) vào (1) ta được: abc – 1 + + 2 < 0 => a2 + b2 + c2 + 2abc < 2 Bài 5: Chứng minh rằng nếu: a > 0, b > 0 và ab = 1 thì: Giải: Xét hiệu = 1 + = 1 + = = . Hay Bài 6: Giải phương trình: |x – 1996|1996 + |x – 1997|1997 = 1 Giải: Với x = 1996; x = 1997 thì vế phải và vế trái của phương trình cùng có số trị là 1 nên phương trình có nghiệm: x1 = 1996; x2 = 1997 + Với x c và |x – 1997| > 1. Do đó: |x – 1996|1996 + |x – 1997|1997 > 1 => Phương trình vô nghiệm + Với 1997 < x < 1996 thì 0 < x – 1996 < 1 và -1 < x – 1997 < 0 nên: |x – 1996|1996 < |x – 1996| = x – 1996 và |x – 1997|1997 < |x – 1997| = 1997 – x Do đó: |x – 1996|1996 + |x – 1997|1997 Phương trình vô nghiệm + Với x > 1997 thì |x – 1996| > 1 và |x – 1997| > 0. Do đó: |x – 1996|1996 + |x – 1997|1997 > 1 nên phương trình vô nghiệm Vậy phương trình đã cho có 2 nghiệm x1 = 1996; x2 = 1997
Tài liệu đính kèm: