Đinh Thị Hồng
Giới thiệu về bản thân
Để chứng minh bất đẳng thức này, ta sẽ biến đổi vế trái thành tổng của các bình phương (phương pháp hằng đẳng thức): a^2 - ab + b^2 = a^2 - 2 \cdot a \cdot \frac{b}{2} + \left(\frac{b}{2}\right)^2 - \left(\frac{b}{2}\right)^2 + b^2 a^2 - ab + b^2 = \left(a - \frac{b}{2}\right)^2 - \frac{b^2}{4} + b^2 a^2 - ab + b^2 = \left(a - \frac{b}{2}\right)^2 + \frac{3b^2}{4} Vì \left(a - \frac{b}{2}\right)^2 \ge 0 (bình phương của một số thực luôn không âm) và \frac{3b^2}{4} \ge 0 (vì b^2 \ge 0), nên: \left(a - \frac{b}{2}\right)^2 + \frac{3b^2}{4} \ge 0 + 0 = 0 Vậy bất đẳng thức a^2 - ab + b^2 \ge 0 được chứng minh. Dấu đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi cả hai số hạng đều bằng 0: \begin{cases} a - \frac{b}{2} = 0 \\ \frac{3b^2}{4} = 0 \end{cases} \implies \begin{cases} a = \frac{b}{2} \\ b = 0 \end{cases} Thay b=0 vào phương trình thứ nhất, ta được a = \frac{0}{2} = 0. Dấu đẳng thức xảy ra khi a = b = 0. Ta xét hiệu của vế trái (VT) và vế phải (VP): VT - VP = (a^2 - ab + b^2) - \frac{1}{4}(a+b)^2 VT - VP = a^2 - ab + b^2 - \frac{1}{4}(a^2 + 2ab + b^2) Quy đồng và nhân cả hai vế với 4 (vì 4>0): 4(a^2 - ab + b^2) - (a^2 + 2ab + b^2) \ge 0 4a^2 - 4ab + 4b^2 - a^2 - 2ab - b^2 \ge 0 Thu gọn các hạng tử đồng dạng: (4a^2 - a^2) + (-4ab - 2ab) + (4b^2 - b^2) \ge 0 3a^2 - 6ab + 3b^2 \ge 0 Đặt thừa số chung 3: 3(a^2 - 2ab + b^2) \ge 0 Sử dụng hằng đẳng thức (a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2: 3(a - b)^2 \ge 0 Vì (a-b)^2 \ge 0 với mọi số thực a, b và 3 > 0, nên bất đẳng thức 3(a-b)^2 \ge 0 luôn đúng. Vậy bất đẳng thức a^2 - ab + b^2 \ge \frac{1}{4}(a+b)^2 được chứng minh. Dấu đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi (a-b)^2 = 0: (a - b)^2 = 0 \implies a - b = 0 \implies a = b Dấu đẳng thức xảy ra khi a = b.