Trang chủ Toán Học Lớp 8 Let a, b and c be positive real numbers such...

Let a, b and c be positive real numbers such that a + b + c =$\frac{3}{2}$ . find the minimum value of the expression P=$\frac{1+b}{1+4a^{2}}$ + $\frac{1+c}{1+

Câu hỏi :

Let a, b and c be positive real numbers such that a + b + c =$\frac{3}{2}$ . find the minimum value of the expression P=$\frac{1+b}{1+4a^{2}}$ + $\frac{1+c}{1+4b^{2}}$ + $\frac{1+a}{1+4c^{2}}$

Lời giải 1 :

Đáp án:

 

Giải thích các bước giải:

Thử áp dụng Cô si cho 3 số ( nếu đã học qua):

$ \dfrac{b}{4a} + \dfrac{c}{4b} + \dfrac{a}{4c} ≥ 3\sqrt[3]{\dfrac{b}{4a}.\dfrac{c}{4b}.\dfrac{a}{4c}} = \dfrac{3}{4} $ 

$ ⇔ (a + b + c) - (\dfrac{b}{4a} + \dfrac{c}{4b} + \dfrac{a}{4c}) ≤  \dfrac{3}{2} - \dfrac{3}{4}$ 

$ ⇔ \dfrac{4a² - b}{4a} + \dfrac{4b² - c}{4b} + \dfrac{4c² - a}{4c} ≤ \dfrac{3}{4} (*)$

Do $ (2x - 1)² ≥ 0 ⇔ 4x² + 1 ≥ 4x$ với $∀x$ và $ a, b, c > 0$ nên từ $(*)$

$ ⇒ \dfrac{4a² - b}{1 + 4a²} + \dfrac{4b² - c}{1 + 4b²} + \dfrac{4c² - a}{1 + 4c²} ≤ \dfrac{3}{4}$

$ ⇔ (1 - \dfrac{4a² - b}{1 + 4a²}) + (1 - \dfrac{4b² - c}{1 + 4b²}) + (1 - \dfrac{4c² - a}{1 + 4c²}) ≥ 3 - \dfrac{3}{4}$

$ ⇔ \dfrac{1 + b}{1 + 4a²} + \dfrac{1 + c}{1 + 4b²} + \dfrac{1 + a}{1 + 4c²}  ≥ \dfrac{9}{4}$

$ ⇒ MinP = \dfrac{9}{4} ⇔ a = b = c = \dfrac{1}{2}$

Thảo luận

Lời giải 2 :

Đáp án:

The minimum value of $P$ is $\dfrac94\Leftrightarrow a = b = c =\dfrac32$

Giải thích các bước giải:

$P = \dfrac{1+b}{1+ 4a^2} +\dfrac{1+c}{1 + 4b^2} +\dfrac{1+a}{1 + 4c^2}$

$\Leftrightarrow P =\dfrac{b}{1 + 4a^2} +\dfrac{c}{1 + 4b^2} +\dfrac{a}{1+ 4c^2} +\dfrac{1}{1 + 4a^2} +\dfrac{1}{1 + 4b^2} +\dfrac{1}{1+ 4c^2}$

$\Leftrightarrow P = \left(b -\dfrac{4a^2b}{1 + 4a^2}\right) + \left(c -\dfrac{4b^2c}{1 + 4b^2}\right) + \left(a -\dfrac{4c^2a}{1 + 4c^2}\right) + \left(1 -\dfrac{4a^2}{1 + 4a^2}\right) + \left(1 -\dfrac{4b^2}{1 + 4b^2}\right) + \left(1 -\dfrac{4c^2}{1 + 4c^2}\right)$

$\Leftrightarrow P = (a + b + c) -\left(\dfrac{4a^2b}{1 + 4a^2} + \dfrac{4b^2c}{1 + 4b^2}+\dfrac{4c^2a}{1 + 4c^2}\right) + 3 -\left(\dfrac{4a^2}{1 + 4a^2} +\dfrac{4b^2}{1 + 4b^2}+ \dfrac{4c^2}{1 + 4c^2}\right)$

By using $AM-GM$ inequality, we have:

$1 + 4a^2 \geq 2\sqrt{4a^2}= 4a$

$1 + 4b^2 \geq 4b$

$1 + 4c^2 \geq 4c$

Therefore:

$\left(\dfrac{4a^2b}{1 + 4a^2} + \dfrac{4b^2c}{1 + 4b^2}+\dfrac{4c^2a}{1 + 4c^2}\right)+ \left(\dfrac{4a^2}{1 + 4a^2} +\dfrac{4b^2}{1 + 4b^2}+ \dfrac{4c^2}{1 + 4c^2}\right)$

$\leq \left(\dfrac{4a^2b}{4a} +\dfrac{4b^2c}{4b} +\dfrac{4c^2a}{4c}\right)+\left(\dfrac{4a^2}{4a} +\dfrac{4b^2}{4b} +\dfrac{4c^2}{4c}\right)$

$\Leftrightarrow- \left(\dfrac{4a^2b}{1 + 4a^2} + \dfrac{4b^2c}{1 + 4b^2}+\dfrac{4c^2a}{1 + 4c^2}\right)-\left(\dfrac{4a^2}{1 + 4a^2} +\dfrac{4b^2}{1 + 4b^2}+ \dfrac{4c^2}{1 + 4c^2}\right)$

$\geq -(ab +bc + ca) - (a + b + c)$

$\Leftrightarrow (a + b + c) -\left(\dfrac{4a^2b}{1 + 4a^2} + \dfrac{4b^2c}{1 + 4b^2}+\dfrac{4c^2a}{1 + 4c^2}\right) + 3 -\left(\dfrac{4a^2}{1 + 4a^2} +\dfrac{4b^2}{1 + 4b^2}+ \dfrac{4c^2}{1 + 4c^2}\right)$

$\geq (a+b+c)-(ab +bc + ca) +3- (a+b+c)$

$\Leftrightarrow P \geq 3 - (ab + bc + ca)$

Beside, we also have:

$(a + b + c)^2 \geq 3(ab + bc+ ca)$

$\Leftrightarrow (ab + bc + ca)\leq \dfrac{(a+b+c)^2}{3}$

$\Leftrightarrow -(ab+bc + ca)\geq -\dfrac{(a+b+c)^2}{3}$

$\Leftrightarrow 3 -(ab+bc + ca)\geq 3-\dfrac{(a+b+c)^2}{3}$

$\Leftrightarrow P\geq 3 -\left(\dfrac32\right)^2\cdot\dfrac13= \dfrac94$

Equality holds if and only if $a = b = c =\dfrac12$

So the minimum value of $P$ is $\dfrac94\Leftrightarrow a = b = c =\dfrac32$

Bạn có biết?

Toán học là môn khoa học nghiên cứu về các số, cấu trúc, không gian và các phép biến đổi. Nói một cách khác, người ta cho rằng đó là môn học về "hình và số". Theo quan điểm chính thống neonics, nó là môn học nghiên cứu về các cấu trúc trừu tượng định nghĩa từ các tiên đề, bằng cách sử dụng luận lý học (lôgic) và ký hiệu toán học. Các quan điểm khác của nó được miêu tả trong triết học toán. Do khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều khoa học, toán học được mệnh danh là "ngôn ngữ của vũ trụ".

Nguồn : Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự 8

Lớp 8 - Năm thứ ba ở cấp trung học cơ sở, học tập bắt đầu nặng dần, sang năm lại là năm cuối cấp áp lực lớn dần nhưng các em vẫn phải chú ý sức khỏe nhé!

Nguồn : ADMIN :))

Liên hệ hợp tác hoặc quảng cáo: gmail

Điều khoản dịch vụ

Copyright © 2021 HOCTAPSGK