4. ( B§T Bunhiac«pxki cho 2 bé 3 sè a, b, c vµ x, y, z).
Gi¶i
XÐt hiÖu : (a2
+ b2
+ c2
)(x2
+ y2
+ z2
) - (ax + by +cz)2
=a2
x2
+a2
y2
+a2
z2
+b2
x2
+b2
y2
+b2
z2
+c2
x2
+c2
y2
+c2
z2
- a2
x2
- b2
y2
- c2
z2
-
2abxy-2acxz-2bcyz
=(a2
y2
-2abxy+b2
x2
)+(a2
z2
–2acxz+c2
x2
)+(b2
z2
-2bcyz+ c2
y2
)
=(ay - bx)2
+ (az - cx)2
+ (cy - bz)2
≥ 0
DÊu “=” x¶y ra khi z
c
y
b
x
a
==
B»ng c¸ch lµm t¬ng tù ta cã thÓ ph¸t triÓn bµi to¸n B§T
Bunhiac«pxki tæng qu¸t:
(a2
1 + a2
2 +…+ a2
n)(x2
1 + x2
2 +…+ x2
n) ≥ (a1x1 + a2x2 +…+
anxn )2
DÊu “=” x¶y ra khi
n
n
x
a
x
a
x
a
=== ...
2
2
1
1
§Ó ý r»ng nÕu a vµ x lµ 2 sè nghÞch ®¶o cña nhau th× ax
= 1 (x =
a
1
)
Tõ bµi to¸n 2 ta cã thÓ ®Æt ra bµi to¸n:
3.Bµi to¸n 3:
Cho ba sè a, b, c lµ 3 sè d¬ng
Chøng minh r»ng: (a + b + c)(
a
1
+
b
1
+
c
1
) ≥ 9
Gi¶i
Theo bµi to¸n 2 (B§T Bunhiac«pxki):
(a + b + c)(
a
1
+
b
1
+
c
1
) ≥ )
111
(
c
c
b
b
a
a ++ 2
⇔ (a + b + c)(
a
1
+
b
1
+
c
1
) ≥ 32
= 9
DÊu “=” x¶y ra khi a = b = c.
Tõ bÊt ®¼ng thøc (x+ y+ z)(
x
1
+ y
1
+
z
1
)≥ 9
§Æt a + b = X; b + c = Y; c + a = Z ta ®îc B§T:
2(a + b + c)(
ba +
1
+
cb +
1
+
ac +
1
)≥ 9
⇔ (
cb
a
+
+
ca
b
+
+
ab
c
+
+3) ≥ 9
⇔
cb
a
+
+
ca
b
+
+
ab
c
+
≥
2
3
4
6. ⇔
cb
a
+
2
+
ac
b
+
2
+
ab
c
+
2
≥
2
cba ++
(®pcm)
- Ph¬ng ph¸p 2: ¸p dông bÊt ®¼ng thøc C« si
cb
a
+
2
+
4
cb +
≥ 2
4
.
2
cb
cb
a +
+
= a
ac
b
+
2
+
4
ac +
≥ b
ab
c
+
2
+
4
ab +
≥ c
VËy
cb
a
+
2
+
ac
b
+
2
+
ab
c
+
2
≥
2
cba ++
(céng theo vÕ 3 B§T trªn )
Ta tiÕn hµnh khai th¸c bµi to¸n 5 b»ng c¸ch:
+Trang bÞ thªm cho bµi to¸n 5 ®iÒu kiÖn : abc = 1.
+ ¸p dông B§T C« si cho 3 sè d¬ng :
a + b + c ≥ 33
abc = 3x1 = 3
6.Bµi to¸n 6:
Cho a, b, c lµ 3 sè d¬ng tho¶ m·n : abc = 1.
CMR
cb
a
+
2
+
ac
b
+
2
+
ab
c
+
2
≥
2
3
(2)
Gi¶i
Theo bµi to¸n 5
cb
a
+
2
+
ac
b
+
2
+
ab
c
+
2
≥
2
cba ++
≥
2
3
2
13
2
33
==
xabc
cb
a
+
2
+
ac
b
+
2
+
ab
c
+
2
≥
2
3
Xem xÐt bµi to¸n 6 ta nhËn thÊy:
+ NÕu ®Æt a =
x
1
; b = y
1
; c =
z
1
⇒ abc = xyz
1
= 1.
Khi ®ã : x + y =
a
1
+
b
1
=
ab
ba +
= c(a + b).
T¬ng tù : y + z = a(b + c).
z + x= b(c + a).
Do ®ã B§T (2) ⇔ )(
3
cba
a
+
+ )(
3
cab
b
+
+ )(
3
bac
c
+
≥
2
3
.
⇔ )(
1
3
zyx +
+ )(
1
3
xzy +
+ )(
1
3
yxz +
≥
2
3
.
6
7. 7.Bµi to¸n 7:
Cho x, y, z lµ 3 sè d¬ng tho¶ m·n : xyz = 1
CMR :
)(
1
3
zyx +
+
)(
1
3
xzy +
+
)(
1
3
yxz +
≥
2
3
.
Gi¶i
§Æt a =
x
1
; b = y
1
; c =
z
1
⇒ abc = xyz
1
= 1.
Ta cã : x+y = c(a+b)
y+z = a(b+c)
z+x = b(c+a)
Do ®ã :
)(
1
3
zyx +
+
)(
1
3
xzy +
+
)(
1
3
yxz +
=
cb
a
+
2
+
ac
b
+
2
+
ab
c
+
2
≥
2
3
(theo
bµi to¸n 6)
Nh vËy tõ tÝnh chÊt vÒ luü thõa bËc hai ta ®· khai th¸c
®îc chïm 7 bµi to¸n tõ dÔ ®Õn khã hoÆc rÊt khã mÆt kh¸c
còng rÌn luyÖn t duy s¸ng t¹o cña häc sinh.
II/.Khai th¸c bÊt ®¼ng thøc II.
a
b
b
a
+ ≥ 2
§Æt 0>= x
b
a
th× .
1
xa
b
= Ta cã ngay bµi to¸n:
8. Bµi to¸n 8:
Cho sè d¬ng x.
Chøng minh r»ng: x +
x
1
≥ 2.
Khai th¸c bµi to¸n 8 ta thÊy: x. 1
1
=
x
.
Do ®ã nÕu ta dïng 4 sè d¬ng a, b, c, d tho¶ m·n : abcd=1.
Khi ®ã: ab=
cd
1
(cd= )
1
ab
Ta kh¸m ph¸ ®îc bµi to¸n míi:
9. Bµi to¸n 9:
7
9. ab
ba +
≥
ba +
4
⇔
a
1
+
b
1
≥
ba +
4
12. Bµi to¸n 12:
Cho a,b lµ 2 sè d¬ng
Chøng minh r»ng:
a
1
+
b
1
≥
ba +
4
Gi¶i
XÐt hiÖu
a
1
+
b
1
-
ba +
4
=
)(
4)()(
baab
abbabbaa
+
−+++
=
( ))
2)(
baab
ba
+
−
≥ 0
VËy
a
1
+
b
1
≥
ba +
4
DÊu “=” x¶y ra khi a=b
Khai th¸c bµi to¸n 12 t¬ng tù nh c¸ch khai th¸c bµi to¸n 1.
Ta cã:
a
1
+
b
1
≥
ba +
4
c2
+ d2
≥ 4
b
1
+
c
1
≥
cb +
4
c
1
+
a
1
≥
ac +
4
Do ®ã nÕu céng theo vÕ cña 3 B§T trªn ta ®îc:
ba +
1
+
cb +
1
+
ac +
1
≥ (
2
1
+
a
1
+
b
1
)
1
c
13. Bµi to¸n 13:
Cho a, b, c lµ 3 sè d¬ng.
CMR:
ba +
1
+
cb +
1
+
ac +
1
≤ (
2
1
+
a
1
+
b
1
)
1
c
Gi¶i
Theo bµi to¸n 12:
ba +
1
≤ (
4
1
+
a
1
b
1
)
cb +
1
≤ (
4
1
+
b
1
c
1
)
ac +
1
≤ (
4
1
+
c
1
a
1
)
Céng theo vÕ cña 3 B§T trªn:
ba +
1
+
cb +
1
+
ac +
1
≤ (
2
1
+
a
1
+
b
1
)
1
c
DÊu “=” x¶y ra khi a=b=c
Khai th¸c bµi to¸n 13 b»ng c¸ch :
+ §Æt a= x + y; b= y + z; c= z + x
9
10. =
a
1
yx +
1
≤ (
4
1
x
1
+ y
1
)
=
b
1
zy +
1
≤ (
4
1
y
1
+
z
1
)
=
c
1
xz +
1
≤ (
4
1
z
1
+
x
1
)
+ Thªm ®iÒu kiÖn : +
x
1
y
1
+
z
1
= 4
Ta h×nh thµnh bµi to¸n 14 lµ mét B§T ®· lµ mét bµi thi ®¹i
häc khèi A n¨m 2005. §iÒu nµy cµng chøng tá viÖc häc sinh
n¾m ch¾c kiÕn thøc ngay tõ líp díi lµ v« cïng quan träng.
14. Bµi to¸n 14:
Cho x, y, z lµ c¸c sè d¬ng tho¶ m·n: +
x
1
y
1
+
z
1
= 4
CMR: zyx ++2
1
+ zyx ++ 2
1
+ zyx 2
1
++
≤ 1
(§¹i häc khèi A – n¨m 2005)
Gi¶i
- C¸ch 1
Ta cã : zyx ++2
1
=
)()(
1
zxyx +++
≤
4
1
( yx +
1
+ zy +
1
) ≤
16
1
(
x
1
+
y
1
+
z
1
+
z
1
)
T¬ng tù:
zyx ++ 2
1
≤
16
1
(
x
1
+ y
1
+
z
1
+
z
1
)
zyx 2
1
++
≤
16
1
(
x
1
+ y
1
+
z
1
+
z
1
)
Céng theo vÕ 3 B§T trªn:
zyx ++2
1
+ zyx ++ 2
1
+ zyx 2
1
++
≤
16
1
. 4 ( +
x
1
y
1
+
z
1
)
Mµ +
x
1
y
1
+
z
1
= 4
VËy zyx ++2
1
+ zyx ++ 2
1
+ zyx 2
1
++
≤ 1
DÊu “=” x¶y ra khi x = y = z =
3
4
- C¸ch 2:
Ta cã zyx ++2
1
=
)(2
1
zyx ++
≤
4
1
(
x2
1
+ zy +
1
) ≤
x8
1
+
16
1
( y
1
+
z
1
) =
x8
1
+
y16
1
+
z16
1
10
11. T¬ng tù:
zyx ++ 2
1
≤
x16
1
+ y8
1
+
z16
1
zyx 2
1
++
≤
x16
1
+ y16
1
+
z8
1
Céng theo vÕ c¸c B§T:
zyx ++2
1
+ zyx ++ 2
1
+ zyx 2
1
++
≤
4
1
(
x
1
+ y
1
+
z
1
)=1
VËy zyx ++2
1
+ zyx ++ 2
1
+ zyx 2
1
++
≤ 1
Khai th¸c bµi to¸n 14 b»ng c¸ch ®Æt vµo tam gi¸c ta cã:
15. Bµi to¸n 15:
XÐt tam gi¸c ABC cã: BC = a, CA = b, AB = c, chu vi
a+b+c = 2p kh«ng ®æi.
CMR:
cba
ab
2++
+
cba
bc
++2
+
cbc
ac
++ 2
≤
2
p
Gi¶i
¸p dông bµi to¸n 12
Ta cã:
cba
ab
2++
=
)()( cbca
ab
+++
≤
4
1
(
ca
ab
+
+
cb
ab
+
)
cba
bc
++2
≤
4
1
(
ba
bc
+
+
ca
bc
+
)
cba
ac
++ 2
≤
4
1
(
ab
ca
+
+
ba
ca
+
)
Céng theo vÕ cña 3 B§T ta ®îc:
cba
ab
2++
+
cba
bc
++2
+
cba
ac
++ 2
≤
4
1
(
ca
ab
+
+
cb
ab
+
+
ba
bc
+
+
ca
bc
+
+
ab
ca
+
+
ba
ca
+
) =
4
1
(a + b + c) =
4
1
.2p =
2
p
DÊu “=” x¶y ra khi Δ ABC ®Òu cã a = b =c =
3
2 p
TiÐp tôc khai th¸c b¶i to¸n trong tam gi¸c vÒ mèi quan hÖ
gi÷a c¹nh cña tam gi¸c vµ chu vi cña nã ta cã:
16. Bµi to¸n 16
Trong Δ ABC cã chu vi a + b +c = 2p ( a, b, c lµ ®é dµi
3 c¹nh ).
CMR : ap −
1
+ bp −
1
+ cp −
1
≥ 2 (
a
1
+
b
1
+
c
1
)
Gi¶i
NhËn xÐt : p - a =
2
cba ++
- a =
2
acb −+
> 0 ( v× b + c > a
bÊt ®¼ng thøc tam gi¸c )
11
12. T¬ng tù : p - b > 0 ; p- c > 0.
MÆt kh¸c : p - a + p - b = 2p - a - b = c
p - b + p - c = a
p - c + p - a = b
Do ®ã ta nghÜ ®Õn viÖc dïng bÊt ®¼ng thøc bµi to¸n 12 nh
sau:
ap −
1
+ bp −
1
≥ )()(
4
bpap −+−
=
c
4
bp −
1
+ cp −
1
≥
a
4
cp −
1
+ ap −
1
≥
b
4
Céng theo vÕ cña bÊt ®¼ng thøc ta cã :
ap −
1
+ bp −
1
+ cp −
1
≥ 2 (
a
1
+
b
1
+
c
1
)
DÊu ‘=’ x¶y ra khi Δ ABC ®Òu
12