Cho $x,y,z>0$ thoả mãn $x^2+y^2+z^2=1$
Tìm GTLN của $P=\frac{xy}{1+z^2}+\frac{yz}{1+x^2}-\frac{y^3(x^3+z^3)}{24x^3z^3}$
$\frac{xy}{1+z^2}=\frac{xy}{x^2+y^2+2z^2}\le \frac{(x+y)^2}{4(x^2+z^2+y^2+z^2)}\le \frac{1}{4}(\frac{x^2}{x^2+z^2}+\frac{y^2}{y^2+z^2})\le \frac{x^2}{4(x^2+z^2)}+\frac{y}{8z}$
Tương tự: $\frac{yz}{1+x^2}\le \frac{z^2}{4(x^2+z^2)}+\frac{y}{8x}$
Suy ra $\frac{xy}{1+z^2}+\frac{yz}{1+x^2}\le \frac{1}{4}+\frac{1}{8}(\frac{y}{x}+\frac{y}{z})$
$\frac{y^3(x^3+z^3)}{x^3z^3}=\frac{y^3}{x^3}+\frac{y^3}{z^3}\ge \frac{1}{4}(\frac{y}{x}+\frac{y}{z})^3$
Đặt $t=\frac{y}{x}+\frac{y}{z}$.Ta có $P\le \frac{1}{4}+\frac{t}{8}-\frac{t^3}{96}=f(t)$
$f(t)\le \frac{5}{12}\Leftrightarrow \frac{t^3}{96}+\frac{1}{12}+\frac{1}{12}\ge \frac{t}{8}$(đúng theo AM-GM)
Đẳng thức xảy ra khi x=y=z.
Vậy GTLN của P là 5/12.
- phanquockhanh yêu thích