Bài 12: Cho ba số thực dương a, b, c thỏa:
$\frac{a^3}{a^2+ab+b^2} + \frac{b^3}{b^2+bc+c^2} + \frac{c^3}{c^2 +ac +a^2} =1$
Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức S = a + b + c
Ta sẽ chứng minh $1=\frac{a^3}{a^2+ab+b^2}+\frac{b^3}{b^2+bc+c^2}+\frac{c^3}{c^2+ca+a^2}\geqslant \frac{a+b+c}{3}$
Áp dụng AM-GM ta có $a^2+ab+b^2\leqslant \frac{3(a^2+b^2)}{2}\Rightarrow \frac{a^3}{a^2+ab+b^2}\geqslant \frac{2a^3}{3(a^2+b^2)}$
Tương tự 2 bất đẳng thức còn lại ta chỉ cần chứng minh
$\frac{a^3}{a^2+b^2}+\frac{b^3}{b^2+c^2}+\frac{c^3}{a^2+c^2}\geqslant \frac{a+b+c}{2}$
Áp dụng Co-Si ngược dấu ta có
$\frac{a^3}{a^2+b^2}= \frac{a(a^2+b^2)}{a^2+b^2}-\frac{ab^2}{a^2+b^2}\geqslant a-\frac{ab^2}{2ab}=a-\frac{b}{2}$
Tương tự 2 bất đẳng thức còn lại rồi cộng vào ta có đpcm
Vậy $a+b+c \leqslant 3$
Đẳng thức xảy ra khi $a=b=c=1$