Cho \(a+b+c=0\). Chứng minh:\(a^4+b^4+c^4=\dfrac{\left(a^2+b^2+c^2\right)^2}{2}\)
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đành giải tạm bằng nick này vì sợ một vài thành phần trẻ trâu anti phá phách :poor:
Phân tích và giải
Dễ thấy: Dấu "=" khi \(a=b=c=1\)
\(\Rightarrow L=Σ\dfrac{a}{\left(a+1\right)^2}=\dfrac{3}{4}\text{ và }F=-\dfrac{4}{\left(a+1\right)\left(b+1\right)\left(c+1\right)}=-\dfrac{1}{2}\)
Khi đó \(VT=L-F=\dfrac{3}{4}-\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{4}\)
Ta sẽ chia làm 2 bước cm:
B1: \(Σ\dfrac{a}{\left(a+1\right)^2}\le\dfrac{3}{4}\). Ta xét BĐT :
\(\dfrac{a}{\left(a+1\right)^2}=\dfrac{a}{a^2+2a+1}\le\dfrac{3\left(a^{2k}+a^k\right)}{8\left(a^{2k}+a^k+1\right)}\) (cần tìm \(k\) thỏa mãn)
\(\Leftrightarrow8a\left(a^{2k}+a^k+1\right)-3\left(a^{2k}+a^k\right)\left(a^2+2a+1\right)\le0\)\(\Leftrightarrow f\left(a\right)=-3a^{2k}+2a^{k+1}-3a^{k+2}+2a^{2k+1}-3a^{2k+2}-3a^k+8a\)
\(\Rightarrow f'\left(a\right)=2k\cdot-3a^{2k-1}+\left(k+1\right)2a^k-\left(k+2\right)3a^{k+1}+\left(2k+1\right)2a^{2k}-\left(2k+2\right)3a^{2k+1}-k\cdot3a^{k-1}+8a\)
\(\Rightarrow f'\left(1\right)=0\Rightarrow-12k=0\Rightarrow k=0\)
Hay BĐT phụ cần tìm là \(\dfrac{a}{a^2+2a+1}\le\dfrac{3\left(a^{2\cdot0}+a^0\right)}{8\left(a^{2\cdot0}+a^0+1\right)}=\dfrac{1}{4}\) (bài này \(k\) đẹp ra luôn \(\farac{1}{4}\) cộng vào là ok =))
\(\Leftrightarrow-\dfrac{\left(a-1\right)^2}{4\left(a+1\right)^2}\le0\) *Đúng* \(\RightarrowΣ\dfrac{a}{\left(a+1\right)^2}\leΣ\dfrac{1}{4}=\dfrac{3}{4}\)
B2: CM \(-\dfrac{4}{\left(a+1\right)\left(b+1\right)\left(c+1\right)}\le-\dfrac{1}{2}\)
Tự cm nhé Goodluck :v
\(\dfrac{a}{\left(b+c\right)^2}+\dfrac{b}{\left(c+a\right)^2}+\dfrac{c}{\left(a+b\right)^2}=\dfrac{\left(\dfrac{a}{b+c}\right)^2}{a}+\dfrac{\left(\dfrac{b}{c+a}\right)^2}{b}+\dfrac{\left(\dfrac{c}{a+b}\right)^2}{c}\)
\(\ge\dfrac{\left(\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}+\dfrac{c}{a+b}\right)^2}{a+b+c}\ge\dfrac{\left(\dfrac{3}{2}\right)^2}{1}=\dfrac{9}{4}\)
Ta có:
\(BĐT\Leftrightarrow\left(a+b+c\right)\left(\dfrac{a}{\left(b+c\right)^2}+\dfrac{b}{\left(a+c\right)^2}+\dfrac{c}{\left(a+b\right)^2}\right)\ge\dfrac{9}{4}\)
Rồi giải tương tự bài này:
Câu hỏi của phạm thảo - Toán lớp 10 | Học trực tuyến
Sửa lại đề: \(a+b+c=0\)
a) Ta có:
\(A=a^4+b^4+c^4=(a^2+b^2+c^2)^2-2(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2)\)
\(=[(a+b+c)^2-2(ab+bc+ac)]^2-2(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2)\)
\(=4(ab+bc+ac)^2-2(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2)\)
\(=4(ab+bc+ac)^2-2(a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2)-4abc(a+b+c)\)
(do \(a+b+c=0\))
\(A=4(ab+bc+ac)^2-2[a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2+2abc(a+b+c)]\)
\(=4(ab+bc+ac)^2-2(ab+bc+ac)^=2(ab+bc+ac)^2\)
Ta có đpcm
b) Ta có:
\(\frac{(a^2+b^2+c^2)^2}{2}=\frac{[(a+b+c)^2-2(ab+bc+ac)]^2}{2}=\frac{[-2(ab+bc+ac)]^2}{2}=2(ab+bc+ac)^2\)
Kết hợp với kết quả phần a ta có đpcm.
Đặt \(\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d}=k\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}a=bk\\c=dk\end{matrix}\right.\) (*)
a) Từ (*)suy ra:
\(\dfrac{a^2+b^2}{c^2+d^2}=\dfrac{\left(bk\right)^2+b^2}{\left(dk\right)^2+d^2}=\dfrac{b^2.k^2+b^2}{d^2.k^2+d^2}=\dfrac{b^2\left(k^2+1\right)}{d^2\left(k^2+1\right)}\)\(=\dfrac{b^2}{d^2}\) (1)
\(\dfrac{\left(a+b\right)^2}{\left(c+d\right)^2}=\dfrac{\left(bk+b\right)^2}{\left(dk+d\right)^2}=\dfrac{\left[b\left(k+1\right)\right]^2}{\left[d\left(k+1\right)\right]^2}=\dfrac{b^2.\left(k+1\right)^2}{d^2.\left(k+1\right)^2}=\dfrac{b^2}{d^2}\)(2)
Từ (1) và (2) suy ra: \(\dfrac{a^2+b^2}{c^2+d^2}=\dfrac{\left(a+b\right)^2}{\left(c+d\right)^2}\) (đpcm)
b) Tương tự câu a nhé bạn!
Fix đề: Cho a,b,c không âm. Chứng minh \(\dfrac{1}{\left(a-b\right)^2}+\dfrac{1}{\left(b-c\right)^2}+\dfrac{1}{\left(c-a\right)^2}\ge\dfrac{4}{ab+bc+ca}\)
Dự đoán điểm rơi sẽ có 1 số bằng 0.
Giả sử \(c=min\left\{a,b,c\right\}\) ( c là số nhỏ nhất trong 3 số) thì \(c\ge0\)
do đó \(ab+bc+ca\ge ab\) và \(\dfrac{1}{\left(b-c\right)^2}\ge\dfrac{1}{b^2};\dfrac{1}{\left(c-a\right)^2}=\dfrac{1}{\left(a-c\right)^2}\ge\dfrac{1}{a^2}\)
BDT cần chứng minh tương đương
\(ab\left[\dfrac{1}{\left(a-b\right)^2}+\dfrac{1}{a^2}+\dfrac{1}{b^2}\right]\ge4\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{ab}{\left(a-b\right)^2}+\dfrac{a^2+b^2}{ab}\ge4\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{ab}{\left(a-b\right)^2}+\dfrac{\left(a-b\right)^2}{ab}+2\ge4\)
BĐT trên hiển nhiên đúng theo AM-GM.
Do đó ta có đpcm. Dấu = xảy ra khi c=0 , \(\left(a-b\right)^2=a^2b^2\) ( và các hoán vị )
\(\frac{a^4}{\left(a^2-b^2+c^2\right)\left(a^2+b^2-c^2\right)}=\frac{a^4}{\left[\left(a-b\right)\left(a+b\right)+c^2\right]\left[\left(a-c\right)\left(a+c\right)+b^2\right]}\)
\(\frac{a^4}{\left[-c\left(a-b\right)+c^2\right]\left[-b\left(a-c\right)+b^2\right]}=\frac{a^4}{4bc\left(b+c\right)^2}=\frac{a^4}{4a^2bc}\)
Tương tự với 2 phân thức còn lại, ta cũng có : \(\frac{b^4}{b^4-\left(c^2-a^2\right)^2}=\frac{b^4}{4ab^2c};\frac{c^4}{c^4-\left(a^2-b^2\right)^2}=\frac{c^4}{4abc^2}\)
\(VT=\frac{a^4}{4a^2bc}+\frac{b^4}{4ab^2c}+\frac{c^4}{4abc^2}=\frac{a^4bc+ab^4c+abc^4}{4a^2b^2c^2}=\frac{abc\left(a^3+b^3+c^3\right)}{4a^2b^2c^2}\)
\(VT=\frac{a^3+b^3+c^3}{4abc}\)
Mà \(a+b+c=0\) nên \(a^3+b^3+c^3=3abc\) ( tự cm )
\(\Rightarrow\)\(VT=\frac{3abc}{4abc}=\frac{3}{4}\) ( đpcm )
Chúc bạn học tốt ~
Đặt :
\(A=\)\(\dfrac{a^4}{a^4-\left(b^2-c^2\right)^2}+\dfrac{b^4}{b^4-\left(c^2-a^2\right)^2}+\dfrac{c^4}{c^4-\left(a^2-b^2\right)}\)
\(=\dfrac{a^4}{\left(a^2-b^2+c^2\right)\left(a^2+b^2-c^2\right)}+\dfrac{b^4}{\left(b^2-c^2+a^2\right)\left(b^2+c^2-a^2\right)}+\dfrac{c^4}{\left(c^2-a^2+b^2\right)\left(c^2+a^2-b^2\right)}\)
Ta có : \(a+b+c=0\)
\(\Leftrightarrow a+b=-c\)
\(\Leftrightarrow\left(a+b\right)^2=\left(-c\right)^2\)
\(\Leftrightarrow a^2+2ab+b^2=c^2\)
\(\Leftrightarrow a^2+b^2-c^2=-2ab\)
Tương tự :
+) \(a^2-b^2+c^2=-2ac\)
+) \(b^2+c^2-a^2=-2bc\)
\(\Leftrightarrow A=\dfrac{a^4}{\left(-2ac\right)\left(-2ab\right)}+\dfrac{b^4}{\left(-2ab\right)\left(-2bc\right)}+\dfrac{c^4}{\left(-2bc\right)\left(-2ac\right)}\)
\(=\dfrac{a^4}{4a^2bc}+\dfrac{b^4}{4ab^2c}+\dfrac{c^4}{4abc^2}\)
\(=\dfrac{a^4bc+ab^4c+abc^4}{4a^2b^2c^2}\)
\(=\dfrac{abc\left(a^3+b^3+c^3\right)}{4a^2b^2c^2}\) (cậu tự chứng minh \(a^3+b^3+c^3=3abc\) nhé)
\(=\dfrac{3a^2b^2c^2}{4a^2b^2c^2}\)
\(=\dfrac{3}{4}\)
Vậy..


Ta có: \(\left(a^2+b^2+c^2\right)=a^4+b^4+c^4+2a^2b^2+2b^2c^2+2c^2a^2\) (1)
Lại có: \(a+b+c=0\)
\(\Leftrightarrow\left(a+b+c\right)^2=0\)
\(\Leftrightarrow a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ca=0\)
\(\Leftrightarrow a^2+b^2+c^2=-2\left(ab+bc+ca\right)\)
\(\Leftrightarrow\left(a^2+b^2+c^2\right)^2=\left[-2\left(ab+bc+ca\right)\right]^2=4\left[a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2+2abc\left(a+b+c\right)\right]\)
\(=4a^2b^2+4b^2c^2+4c^2a^2=2\left(2a^2b^2+2b^2c^2+2c^2a^2\right)\) (2)
Từ (1) và (2) \(\Rightarrow a^4+b^4+c^4=2a^2b^2+2b^2c^2+2c^2a^2=\dfrac{\left(a^2+b^2+c^2\right)^2}{2}\) (đpcm)