Áp dụng bất đẳng thức cho ba số  \(x,y,z\in Z^+\), ta được
\(x^2+y^2\ge2xy\)  \(\Rightarrow\)  \(\frac{x+y}{x^2+y^2}\le\frac{x+y}{2xy}\)  \(\left(1\right)\)

\(y^2+z^2\ge2yz\)   \(\Rightarrow\)  \(\frac{y+z}{y^2+z^2}\le\frac{y+z}{2yz}\)  \(\left(2\right)\)

\(z^2+x^2\ge2xz\)  \(\Rightarrow\)  \(\frac{z+x}{z^2+x^2}\le\frac{z+x}{2xz}\)  \(\left(3\right)\)

Cộng từng vế của  \(\left(1\right);\)  \(\left(2\right)\)  và  \(\left(3\right)\)  ta được  \(\frac{x+y}{x^2+y^2}+\frac{y+z}{y^2+z^2}+\frac{z+x}{z^2+x^2}\le\frac{x+y}{2xy}+\frac{y+z}{2yz}+\frac{z+x}{2xz}=\frac{1}{2y}+\frac{1}{2x}+\frac{1}{2z}+\frac{1}{2y}+\frac{1}{2x}+\frac{1}{2z}\)

\(\Leftrightarrow\)  \(P\le\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}=2015\)

Dấu  \("="\)  xảy ra  khi và chỉ khi  \(x=y=z=\frac{3}{2015}\)

Vậy,  \(P_{max}=2015\)  \(\Leftrightarrow\)   \(x=y=z=\frac{3}{2015}\)

Bài 2:

a: Để \(x^2+3x\) là số chính phương thì \(x^2+3x=k^2\left(k\in N\right)\)

=>\(4x^2+12x=4k^2\)

=>\(4x^2+12x+9=4k^2+9\)

=>\(\left(2x+3\right)^2-\left(2k\right)^2=9\)

=>(2k+3-2k)(2k+3+2k)=9

=>(2x+3-2k;2x+3+2k)∈{(1;9);(9;1);(-1;-9);(-9;-1);(3;3);(-3;-3)}

TH1: 2x+3-2k=1 và 2x+3+2k=9

=>2x+3-2k+2x+3+2k=1+9

=>4x+6=10

=>4x=4

=>x=1(nhận)

TH2: 2x+3-2k=9 và 2x+3+2k=1

=>2x+3-2k+2x+3+2k=1+9

=>4x+6=10

=>4x=4

=>x=1(nhận)

TH3: 2x+3-2k=-1 và 2x+3+2k=-9

=>2x+3-2k+2x+3+2k=-1-9

=>4x+6=-10

=>4x=-16

=>x=-4(nhận)

TH4: 2x+3-2k=-9 và 2x+3+2k=-1

=>2x+3-2k+2x+3+2k=-1-9

=>4x+6=-10

=>4x=-16

=>x=-4(nhận)

TH5: 2x+3-2k=3 và 2x+3+2k=3

=>2x+3-2k+2x+3+2k=3+3

=>4x+6=6

=>4x=0

=>x=0(nhận)

TH6: 2x+3-2k=-3 và 2x+3+2k=-3

=>2x+3-2k+2x+3+2k=-3-3

=>4x+6=-6

=>4x=-12

=>x=-3(nhận)

b: Đặt \(x^2+x+6=k^2\left(k\in Z\right)\)

=>\(4x^2+4x+24=4k^2\left(k\in Z\right)\)

=>\(4x^2+4x+1+23-4k^2=0\)

=>\(\left(2x+1\right)^2-\left(2k\right)^2=-23\)

=>(2x+1-2k)(2x+1+2k)=-23

=>(2x+1-2k;2x+1+2k)∈{(1;-23);(-23;1);(-1;23);(23;-1)}

TH1: 2x+1-2k=1 và 2x+1+2k=-23

=>2x+1-2k+2x+1+2k=1-23

=>4x+2=-22

=>4x=-24

=>x=-6(nhận)

TH2: 2x+1-2k=-23 và 2x+1+2k=1

=>2x+1-2k+2x+1+2k=1-23

=>4x+2=-22

=>4x=-24

=>x=-6(nhận)

TH3: 2x+1-2k=-1 và 2x+1+2k=23

=>2x+1-2k+2x+1+2k=-1+23

=>4x+2=22

=>4x=20

=>x=5(nhận)

TH4: 2x+1-2k=23 và 2x+1+2k=-1

=>2x+1-2k+2x+1+2k=-1+23

=>4x+2=22

=>4x=20

=>x=5(nhận)

2.

a.

\(x^2+3x=k^2\)

\(\Leftrightarrow4x^2+12x=4k^2\)

\(\Leftrightarrow4x^2+12x+9=4k^2+9\)

\(\Leftrightarrow\left(2x+3\right)^2=\left(2k\right)^2+9\)

\(\Leftrightarrow\left(2x+3\right)^2-\left(2k\right)^2=9\)

\(\Leftrightarrow\left(2x+3-2k\right)\left(2x+3+2k\right)=9\)

Vậy \(x=\left\{-4;-3;0;1\right\}\)

b. Tương tự

\(x^2+x+6=k^2\)

\(\Leftrightarrow4x^2+4x+24=4k^2\)

\(\Leftrightarrow\left(2k\right)^2-\left(2x+1\right)^2=23\)

\(\Leftrightarrow\left(2k-2x-1\right)\left(2k+2x+1\right)=23\)

Em tự lập bảng tương tự câu trên

1.

\(\Leftrightarrow x^2-2xy+y^2=-4y^2+y+1\)

\(\Leftrightarrow-4y^2+y+1=\left(x-y\right)^2\ge0\)

\(\Leftrightarrow-64y^2+16y+16\ge0\)

\(\Leftrightarrow\left(8y-1\right)^2\le17\)

\(\Rightarrow\left(8y-1\right)^2\le16\)

\(\Rightarrow-4\le8y-1\le4\)

\(\Rightarrow-\dfrac{3}{8}\le y\le\dfrac{5}{8}\)

\(\Rightarrow y=0\)

Thế vào pt ban đầu:

\(\Rightarrow x^2=1\Rightarrow x=\pm1\)

Vậy \(\left(x;y\right)=\left(-1;0\right);\left(1;0\right)\)

Do \(x;y;z>0\) và \(x^2+y^2+z^2=3\)

Nên \(0< x;y;z< \sqrt{3}\)

Ta có: \(\frac{1}{x+y+z}\le\frac{1}{9x}+\frac{1}{9y}+\frac{1}{9z}\)

\(\Rightarrow A\ge x+\frac{1}{x}+y+\frac{1}{y}+z+\frac{1}{z}-\frac{1}{9x}-\frac{1}{9y}-\frac{1}{9z}\)

\(\Leftrightarrow A\ge x+\frac{8}{9x}+y+\frac{8}{9y}+z+\frac{8}{9z}\)

Ta chứng minh: \(x+\frac{8}{9x}\ge\frac{x^2+33}{18}\)

\(\Leftrightarrow\left(x-1\right)^2\left(16-x\right)\ge\)

Do đó \(A\ge\frac{x^2+y^2+z^2+99}{18}=\frac{102}{18}=\frac{17}{3}\)

Dấu = xảy ra khi x=y=z=1

Dòng thứ 3 từ dưới lên là \(\left(x-1\right)^2\left(16-x\right)\ge0\)

                              Đúng do \(0< x< \sqrt{3}< 16\)

Bài 2:

\(M=8\left(x^2+y^2+2x^2y+2xy^2\right)-5\left(x+y\right)+2018\)

\(M=8\left[\left(x+y\right)^2-2xy+2xy\left(x+y\right)\right]-5+2018\)

\(=8\left[1-2xy+2xy\right]+2013\)

=8+2013

=2021