Đến nội dung

Hình ảnh

$P=\sum \frac{1}{1+a+a^2+a^3}\geq 1$


  • Please log in to reply
Chủ đề này có 9 trả lời

#1
25 minutes

25 minutes

    Thành viên nổi bật 2015

  • Hiệp sỹ
  • 2795 Bài viết

Cho $a,b,c,d >0$ và $abcd=1$

Chứng minh rằng : $P=\frac{1}{1+a+a^2+a^3}+\frac{1}{1+b+b^2+b^3} +\frac{1}{1+c+c^2+c^3} +\frac{1}{1+d+d^2+d^3}\geq 1$


Hãy theo đuổi đam mê, thành công sẽ theo đuổi bạn.



Thảo luận BĐT ôn thi Đại học tại đây


#2
babystudymaths

babystudymaths

    Sĩ quan

  • Thành viên
  • 312 Bài viết

K cần phải suy nghĩ nhiều,theo cách tự nhiên nhất ,ta đặt $a,b,c,d\rightarrow \frac{bcd}{a^{3}},\frac{acd}{b^{3}},\frac{abd}{c^{3}},\frac{abc}{d^{3}}$ rồi dùng Holder trực tiếp với 4 cái mẫu và 1,1,1,1 

Sr a bài khá dài ,mai đi thi về e nốt,chắc còn có cách khác hay hơn chăng


Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi babystudymaths: 10-05-2013 - 00:06

TLongHV


#3
babystudymaths

babystudymaths

    Sĩ quan

  • Thành viên
  • 312 Bài viết

Ta có :

Đặt $a,b,c,d\rightarrow \frac{bc}{a^{2}},\frac{cd}{b^{2}},\frac{ad}{c^{2}},\frac{ac}{d^{2}}$ ,sau khi thay vào rồi áp dụng BCS trực tiếp ta được 

$P\geq \frac{(a^{3}+b^{3}+c^{3}+d^{3})^{2}}{a^{6}+b^{6}+c^{6}+d^{6}+b^{3}c^{3}+c^{3}d^{3}+d^{3}a^{3}+a^{3}c^{3}+\sum a^{2}b^{2}c^{2}+\sum bca^{4}}$, để P min =1 lúc này ta cần chứng minh $a^{3}c^{3}+d^{3}a^{3}+c^{3}b^{3}+d^{3}c^{3}+2a^{3}b^{3}+2b^{3}d^{3}\geq \sum a^{2}b^{2}c^{2}+\sum a^{4}bc$, dễ dàng sử dụng cauchy để cm nốt

p/s : có đc k nhỉ


TLongHV


#4
babystudymaths

babystudymaths

    Sĩ quan

  • Thành viên
  • 312 Bài viết

Hàng về, đây là hàng chuẩn đây 

Ta có :$P=\frac{P}{2}+\frac{Q}{2}$ với P= Q (điều k phải bàn )

Do abcd=1 nên ta có : $a,b,c,d\rightarrow \frac{a}{b},\frac{b}{c},\frac{c}{d},\frac{d}{a}$

Nên P=$\sum \frac{b^{3}}{(a+b)(a^{2}+b^{2})}$

Cũng do abcd = 1 nên ta có thể :

$a,b,c,d\rightarrow \frac{b}{a},\frac{c}{b},\frac{d}{c},\frac{a}{d}$

Nên Q = $\sum \frac{a^{3}}{(a+b)(a^{2}+b^{2})}$

Cộng 2 vế lại ta đc 2P=$\sum \frac{a^{3}+b^{3}}{(a+b)(a^{2}+b^{2})}= \sum \frac{a^{2}+b^{2}-ab}{a^{2}+b^{2}}\geq 2\Rightarrow P\geq 1$

 

 

 

 

 

P/s; cách giải khá là độc đáo (BNS) :icon6:


Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi babystudymaths: 11-05-2013 - 12:06

TLongHV


#5
babystudymaths

babystudymaths

    Sĩ quan

  • Thành viên
  • 312 Bài viết

Trước hết ta có bổ đề

Nếu với mọi x1,x2,...,xn dương, BĐT 

$f(x_{1})+..+f(x_{n})\geq n(f\sqrt[n]{x_{1}...x_{n}})$ với mọi $x_{1},x_{2},...,x_{n}\in I (I\rightarrow R)$ Đúng khi và chỉ khi nó đúng với n=2 và x1,x2  $\in I (I\rightarrow R)$

CM:

Gẩi sử bđt đúng với n nên sẽ đúng với 2n số hạng ,áp dụng giả thiết quy nạp thi bđt đúng với mọi n có dạng lũy thừ của 2

Giả sử BĐT đúng với n+1 số x1,x2,...,$x_{n+1}$$\Leftrightarrow f(x_{1})+f(x_{2})+...+f(x_{n+1})\geq (n+1)f(\sqrt[n+1]{x_{1}x_{2}....x_{n}})$

Lấy $x_{n+1}= x= \sqrt[n]{x_{1}...x_{n}}$$\Rightarrow f(x_{1})+f(x_{2})+...+f(_{n})+f(x)\geq (n+1)f(x)\Rightarrow \sum f(x1)\geq nf(x)\blacksquare$

Áp dụng bổ dề này vào bài toán của ta ,ta thấy BĐT tương đương $\frac{1}{1+a+a^{2}+a^{3}}+\frac{1}{1+b+b^{2}+b^{3}}\geq \frac{1}{2}$ với a,b dương và ab=1,thay b=1/a , bđt cần chứng minh tương đương $a^{3}+1\geq a+a^{2}\Leftrightarrow (a+1)(a-1)^{2}\geq 0$ đúng, từ đây bài táon của ta được chứng minh

Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi a=b=c=d=1


Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi babystudymaths: 13-05-2013 - 00:03

TLongHV


#6
vutuanhien

vutuanhien

    Thiếu úy

  • ĐHV Toán Cao cấp
  • 690 Bài viết


Trước hết ta có bổ đề

Nếu với mọi x1,x2,...,xn dương, BĐT 

$f(x_{1})+..+f(x_{n})\geq n(f\sqrt[n]{x_{1}...x_{n}})$ Đúng khi và chỉ khi nó đúng với n=2 và x1,x2  dương

CM:

Gẩi sử bđt đúng với n nên sẽ đúng với 2n số hạng ,áp dụng giả thiết quy nạp thi bđt đúng với mọi n có dạng lũy thừ của 2

Giả sử BĐT đúng với n+1 số x1,x2,...,$x_{n+1}$$\Leftrightarrow f(x_{1})+f(x_{2})+...+f(x_{n+1})\geq (n+1)f(\sqrt[n+1]{x_{1}x_{2}....x_{n}})$

Lấy $x_{n+1}= x= \sqrt[n]{x_{1}...x_{n}}$$\Rightarrow f(x_{1})+f(x_{2})+...+f(_{n})+f(x)\geq (n+1)f(x)\Rightarrow \sum f(x1)\geq nf(x)\blacksquare$

Áp dụng bổ dề này vào bài toán của ta ,ta thấy BĐT tương đương $\frac{1}{1+a+a^{2}+a^{3}}+\frac{1}{1+b+b^{2}+b^{3}}\geq \frac{1}{2}$ với a,b dương và ab=1,thay b=1/a , bđt cần chứng minh tương đương $a^{3}+1\geq a+a^{2}\Leftrightarrow (a+1)(a-1)^{2}\geq 0$ đúng, từ đây bài táon của ta được chứng minh

Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi a=b=c=d=1

Xem lại chỗ này bạn ơi


Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi vutuanhien: 12-05-2013 - 22:46

"The first analogy that came to my mind is of immersing the nut in some softening liquid, and why not simply water? From time to time you rub so the liquid penetrates better, and otherwise you let time pass. The shell becomes more flexible through weeks and months—when the time is ripe, hand pressure is enough, the shell opens like a perfectly ripened avocado!" - Grothendieck


#7
vutuanhien

vutuanhien

    Thiếu úy

  • ĐHV Toán Cao cấp
  • 690 Bài viết


Cho $a,b,c,d >0$ và $abcd=1$

Chứng minh rằng : $P=\frac{1}{1+a+a^2+a^3}+\frac{1}{1+b+b^2+b^3} +\frac{1}{1+c+c^2+c^3} +\frac{1}{1+d+d^2+d^3}\geq 1$

Lời giải của em như sau (không đẹp nhưng chắc chắn đúng)

Trước tiên, ta sẽ chứng minh rằng với mọi x,y dương thì $\frac{1}{1+x^2+x^4+x^6}+\frac{1}{1+y^2+y^4+y^6}\geq \frac{1}{1+x^3y^3}$. Đặt $t=xy$, $p=x^2+xy+y^2$ thì $p\geq 3t$. BĐT đã cho sẽ tương đương với $t^2(p+1)(tp-1)(x-y)^2+(t^2-1)(t^4-1)\geq 0$. Nếu $tp\geq 1$ thì BĐT hiển nhiên đúng. Xét trường hợp $ps< 1$.Do $p\geq 3t$ nên $p^2< \dfrac{1}{3}$. BĐT cần chứng minh tương đương với $(1-t^2)(1-t^4)\geq t^2(p+1)(tp-1)(x-y)^2$. Do $t(x-y)^2=tp-3t^2< 1-3t^2<1-t^2$ nên ta chỉ cần chứng minh $1-t^4\geq t(1+p)(1-tp)$. Thật vậy, ta có $t(1+p)(1-tp)\leq \dfrac{1}{4}\left [ t(1+p)+(1-tp) \right ]^2=\dfrac{(1+t)^2}{4}< \dfrac{1+t^2}{2}< 1-t^4$

(đpcm)

Áp dụng vào bài toán, ta có $\frac{1}{1+a+a^2+a^3}+\frac{1}{1+b+b^2+b^3}\geq \frac{1}{1+\sqrt[3]{a^2b^2}}; \frac{1}{1+c+c^2+c^3}+\frac{1}{1+d+d^2+d^3}\geq \frac{\sqrt[3]{a^2b^2}}{1+\sqrt[3]{a^2b^2}}$.

Cộng 2 BĐT này lại ta có ngay đpcm


Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi vutuanhien: 12-05-2013 - 23:12

"The first analogy that came to my mind is of immersing the nut in some softening liquid, and why not simply water? From time to time you rub so the liquid penetrates better, and otherwise you let time pass. The shell becomes more flexible through weeks and months—when the time is ripe, hand pressure is enough, the shell opens like a perfectly ripened avocado!" - Grothendieck


#8
babystudymaths

babystudymaths

    Sĩ quan

  • Thành viên
  • 312 Bài viết

Xem lại chỗ này bạn ơi

Thì đó là chỗ mình áp dụng bổ đề mà, BĐT của a Toc Ngan đúng khi nó đúng vs 2 số a,b dương và ab=1


TLongHV


#9
vutuanhien

vutuanhien

    Thiếu úy

  • ĐHV Toán Cao cấp
  • 690 Bài viết

Thì đó là chỗ mình áp dụng bổ đề mà, BĐT của a Toc Ngan đúng khi nó đúng vs 2 số a,b dương và ab=1

Gt là $abcd=1$ chứ có phải $ab=1$ đâu. Kể cả là đúng khi đúng vs a,b thì cũng k thể có $ab=1$ được


"The first analogy that came to my mind is of immersing the nut in some softening liquid, and why not simply water? From time to time you rub so the liquid penetrates better, and otherwise you let time pass. The shell becomes more flexible through weeks and months—when the time is ripe, hand pressure is enough, the shell opens like a perfectly ripened avocado!" - Grothendieck


#10
babystudymaths

babystudymaths

    Sĩ quan

  • Thành viên
  • 312 Bài viết

Gt là $abcd=1$ chứ có phải $ab=1$ đâu. Kể cả là đúng khi đúng vs a,b thì cũng k thể có $ab=1$ được

Đó là đk đi kèm đề bài mà ,mình nghĩ khi chuyển về còn 2 biến thì điều kiện ứng vs 2 biến đó,ab=1 để xác định a,b mà,bạn xem lại đi


Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi babystudymaths: 13-05-2013 - 16:47

TLongHV





1 người đang xem chủ đề

0 thành viên, 1 khách, 0 thành viên ẩn danh