Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (226 KB, 25 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
Båi d ìng hsg th¸ng 8/2008
<b>a.mơc tiªu:</b>
<b>1-</b>Học sinh nắm vững một số phơng pháp chứng minh bất đẳng thức.
2-Một số phơng pháp và bài toán liên quan đến phơng trình bậc hai sử dụng cơng thức
nghiệm sẽ cho học sinh học sau.
3-Rèn kỹ năng và pp chứng minh bất đẳng thức.
<b>B- néi dung</b>
Phần 1 : các kiến thức cần lu ý
Phần I : các kiến thức cần lu ý
1-Đinhnghĩa
0
0
<i>A B</i> <i>A B</i>
<i>A B</i> <i>A B</i>
<sub> </sub>
2-tÝnh chÊt
+ A>B <i>⇔B</i><<i>A</i>
+ <sub>A>B vµ B >C </sub> <i><sub>⇔</sub><sub>A</sub></i><sub>></sub><i><sub>C</sub></i>
+ A>B <i>⇒</i> A+C >B + C
+ A>B vµ C < 0 <i>⇒</i> A.C < B.C
+ 0 < A < B vµ 0 < C <D <i>⇒</i> 0 < A.C < B.D
+ A > B > 0 <i>⇒</i> A <sub>❑</sub><i>n</i> <sub> > B</sub>
❑<i>n</i> <i>∀n</i>
+ A > B <i>⇒</i> A <sub>❑</sub><i>n</i> <sub> > B</sub>
❑<i>n</i> víi n lỴ
+ |<i>A</i>| > |<i>B</i>| <i>⇒</i> A <sub>❑</sub><i>n</i> <sub> > B</sub>
❑<i>n</i> víi n ch½n
+ m > n > 0 vµ A > 1 <i>⇒</i> A <sub>❑</sub><i>m</i> <sub> ></sub> <sub>A</sub>
❑<i>n</i>
+ m > n > 0 vµ 0 <A < 1 <i>⇒</i> A <sub>❑</sub><i>m</i> <sub> < A</sub>
❑<i>n</i>
+A < B vµ A.B > 0 <i>⇒</i> 1
<i>A</i>>
1
<i>B</i>
3-một số hằng bất đẳng thức
+ A <sub>❑</sub>2 <sub> 0 víi </sub> <i><sub>∀</sub></i> <sub>A ( dÊu = x¶y ra khi A = 0 )</sub>
+ An <sub></sub><sub> 0 víi</sub> <i>∀</i> <sub>A ( dÊu = x¶y ra khi A = 0 )</sub>
+ <sub>|</sub><i><sub>A</sub></i><sub>|</sub><i><sub>≥</sub></i><sub>0</sub> <sub>víi</sub> <i><sub>∀</sub>A</i> (<sub>dÊu = x¶y ra khi A = 0 )</sub>
+ - |<i>A</i>| < A = |<i>A</i>|
+ <i>A B</i> <i>A</i> <i>B</i> ( dÊu = x¶y ra khi A.B > 0)
+ |<i>A − B</i>|<i>≤</i>|<i>A</i>|<i>−</i>|<i>B</i>| ( dÊu = x¶y ra khi A.B < 0)
Phần II : một số phơng pháp chứng minh bất đẳng thức
Ph ơng pháp 1 : dùng định nghĩa
KiÕn thøc :<sub> §Ĩ chøng minh A > B </sub>
Ta chøng minh A –B > 0
Lu ý dùng hằng bất đẳng thức M ❑2 0 với M
<b>VÝ dô 1 </b> x, y, z chøng minh r»ng :
a) x <sub>❑</sub>2 <sub> + y</sub>
❑2 + z ❑2 xy+ yz + zx
b) x <sub>❑</sub>2 <sub> + y</sub>
❑2 + z ❑2 2xy – 2xz + 2yz
c) x <sub>❑</sub>2 + y <sub>❑</sub>2 + z <sub>❑</sub>2 +3 2 (x + y + z)
Gi¶i:
a) Ta xÐt hiÖu
x <sub>❑</sub>2 <sub> + y</sub>
❑2 + z ❑2 - xy – yz - zx
= 1
2 .2 .( x ❑2 + y ❑2 + z ❑2 - xy – yz – zx)
= 1
2
<i>y − z</i>¿2
<i>x − z</i>¿2+¿<i>≥</i>0
<i>x − y</i>¿2+¿
¿
¿
đúng với mọi x;y;z<i>R</i>
V× (x-y)2 <sub></sub><sub>0 víi</sub><sub></sub><sub>x ; y DÊu b»ng x¶y ra khi x=y</sub>
(x-z)2 <sub></sub><sub>0 víi</sub><sub></sub><sub>x ; z DÊu b»ng x¶y ra khi x=z</sub>
(y-z)2 <sub></sub><sub>0 víi</sub><sub></sub><sub> z; y DÊu b»ng x¶y ra khi z=y</sub>
VËy x <sub>❑</sub>2 <sub> + y</sub>
❑2 + z ❑2 xy+ yz + zx
DÊu b»ng x¶y ra khi x = y =z
b)Ta xÐt hiÖu
x <sub>❑</sub>2 <sub> + y</sub>
❑2 + z ❑2 - ( 2xy – 2xz +2yz )
= x <sub>❑</sub>2 <sub> + y</sub>
=( x – y + z) ❑2 0 đúng với mọi x;y;z<i>R</i>
VËy x <sub>❑</sub>2 <sub> + y</sub>
❑2 + z ❑2 2xy – 2xz + 2yz đúng với mọi x;y;z
<i>R</i>
DÊu b»ng x¶y ra khi x+y=z
c) Ta xÐt hiÖu
x <sub>❑</sub>2 <sub> + y</sub>
❑2 + z ❑2 +3 – 2( x+ y +z )
= x <sub>❑</sub>2 <sub>- 2x + 1 + y</sub>
❑2 -2y +1 + z ❑2 -2z +1
= (x-1) <sub>❑</sub>2 <sub>+ (y-1) </sub>
❑2 +(z-1) ❑2 0
DÊu(=)x¶y ra khi x=y=z=1
<b>VÝ dô 2:</b> chøng minh r»ng :
a) <i>a</i>
2
+<i>b</i>2
2 <i>≥</i>
<i>a</i>+<i>b</i>
2
2
;b) <i>a</i>
2
+<i>b</i>2+<i>c</i>2
3 <i>≥</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>
3
2
c) H·y tæng quát bài toán
giải
a) Ta xét hiệu <i>a</i>
2
+<i>b</i>2
2 <i>−</i>
<i>a</i>+<i>b</i>
2
2
= 2(<i>a</i>
2
+<i>b</i>2)
4 <i>−</i>
<i>a</i>2
+2ab+<i>b</i>2
4
= 1
4(2<i>a</i>
2
+2<i>b</i>2<i>− a</i>2<i>−b</i>2<i>−</i>2 ab)
= 1
4(<i>a −b</i>)
2
<i>≥</i>0
VËy <i>a</i>
2
+<i>b</i>2
2 <i>≥</i>
<i>a</i>+<i>b</i>
2
2
DÊu b»ng x¶y ra khi a=b
b)Ta xÐt hiÖu
<i>a</i>
2
+<i>b</i>2+<i>c</i>2
3 <i>−</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>
3
2
= 1
9
+(<i>b − c</i>)2+(<i>c − a</i>)2
VËy <i>a</i>
2
+<i>b</i>2+<i>c</i>2
3 <i>≥</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>
3
2
DÊu b»ng x¶y ra khi a = b =c
c)Tỉng qu¸t
<i>a</i>1
2
+<i>a</i>22+. .. .+<i>an</i>2
<i>n</i> <i>≥</i>
<i>a</i>1+<i>a</i>2+. .. .+<i>an</i>
<i>n</i>
2
Tóm lại các bớc để chứng minh A B tho định nghĩa
Bớc 1: Ta xét hiệu H = A - B
Bớc 2:Biến đổi H=(C+D) <sub>❑</sub>2 <sub>hoặc H=(C+D)</sub>
❑2 +….+(E+F) ❑2
Bíc 3:KÕt luËn A B
Ví dụ:(chuyên Nga- Pháp 98-99)
Chứng minh m,n,p,q ta đều có
m ❑2 + n ❑2 + p ❑2 + q ❑2 +1 m(n+p+q+1)
<i>⇔</i>
4 <i>−</i>mn+<i>n</i>
2
4 <i>−</i>mp+<i>p</i>
2
4 <i>−</i>mq+<i>q</i>
2
4 <i>− m</i>+1
2 <i>− n</i>
+
2
+
2<i>− q</i>
+
2
<i>≥</i>0 (ln đúng)
DÊu b»ng x¶y ra khi
<i>m</i>
2 <i>−n</i>=0
<i>m</i>
2 <i>− p</i>=0
<i>m</i>
2 <i>−q</i>=0
<i>m</i>
2 <i>−</i>1=0
<i>⇔</i>
<i>n</i>=<i>m</i>
2
<i>p</i>=<i>m</i>
2
<i>q</i>=<i>m</i>
2
<i>m</i>=2
<i>⇔</i>
=<i>p</i>=<i>q</i>=1
phơng pháp 2 : Dùng phép biến đổi tơng đơng
L
u ý:
<sub>Ta biến đổi bất đẳng thức cần chứng minh tơng đơng với bất đẳng thức đúng hoặc </sub>
bất đẳng thức đã đợc chứng minh là đúng.
Chú ý các hằng đẳng thức sau:
(<i>A</i>+<i>B</i>)2=<i>A</i>2+2 AB+<i>B</i>2
(<i>A</i>+<i>B</i>+<i>C</i>)2=<i>A</i>2+<i>B</i>2+<i>C</i>2+2 AB+2 AC+2 BC
(<i>A</i>+<i>B</i>)3=<i>A</i>3+3<i>A</i>2<i>B</i>+3 AB2+<i>B</i>3
VÝ dô 1:
Cho a, b, c, d,e là các số thực chứng minh rằng
a) <i>a</i>2+<i>b</i>
2
4 <i>≥</i>ab
b) <i>a</i>2+<i>b</i>2+1<i>≥</i>ab+<i>a</i>+<i>b</i>
c) <i>a</i>2+<i>b</i>2+<i>c</i>2+<i>d</i>2+<i>e</i>2<i>≥ a</i>(<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i>+<i>e</i>)
Gi¶i:
a) <i>a</i>2
+<i>b</i>
2
4 <i>≥</i>ab
<i>⇔</i>4<i>a</i>2+<i>b</i>2<i>≥</i>4 ab <i>⇔</i>4<i>a</i>2<i>−</i>4<i>a</i>+<i>b</i>2<i>≥</i>0
<i>⇔</i>(2<i>a −b</i>)2<i>≥</i>0 (bất đẳng thức này luôn đúng)
VËy <i>a</i>2+<i>b</i>
2
4 <i>≥</i>ab (dÊu b»ng x¶y ra khi 2a=b)
b) <i><sub>a</sub></i>2
+<i>b</i>2+1<i>≥</i>ab+<i>a</i>+<i>b</i>
<i><sub>⇔</sub></i>2(<i>a</i>2+<i>b</i>2+1)>2(ab+<i>a</i>+<i>b</i>)
<i>⇔a</i>2<i>−</i>2ab+<i>b</i>2+<i>a</i>2<i>−</i>2<i>a</i>+1+<i>b</i>2<i>−</i>2<i>b</i>+1<i>≥</i>0
<i>b −</i>1¿2<i>≥</i>0
<i>a −</i>1¿2+¿
<i>a −b</i>¿2+¿
<i>⇔</i>¿
Bất đẳng thức cuối đúng.
VËy <i>a</i>2+<i>b</i>2+1<i>≥</i>ab+<i>a</i>+<i>b</i>
<i>⇔</i> 4(<i>a</i>2+<i>b</i>2+<i>c</i>2+<i>d</i>2+<i>e</i>2)<i>≥</i>4<i>a</i>(<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i>+<i>e</i>)
<i>⇔</i> (<i>a</i>2<i>−</i>4 ab+4<i>b</i>2)+(<i>a</i>2<i>−</i>4 ac+4<i>c</i>2)+(<i>a</i>2<i>−</i>4 ad+4<i>d</i>2)+(<i>a</i>2<i>−</i>4 ac+4<i>c</i>2)<i>≥</i>0
<i>⇔</i> (<i>a −</i>2<i>b</i>)2+(<i>a−</i>2<i>c</i>)2+(<i>a−</i>2<i>d</i>)2+(<i>a−</i>2<i>c</i>)2<i>≥</i>0
Bất đẳng thức đúng vậy ta có điều phải chứng minh
VÝ dơ 2:
Chøng minh r»ng: (<i>a</i>10+<i>b</i>10) (<i>a</i>2+<i>b</i>2)<i>≥</i>(<i>a</i>8+<i>b</i>8)(<i>a</i>4+<i>b</i>4)
Gi¶i:
(<i>a</i>10+<i>b</i>10) (<i>a</i>2+<i>b</i>2)<i>≥</i>(<i>a</i>8+<i>b</i>8)(<i>a</i>4+<i>b</i>4) <i>⇔</i> <i>a</i>12+<i>a</i>10<i>b</i>2+<i>a</i>2<i>b</i>10+<i>b</i>12<i>≥ a</i>12+<i>a</i>8<i>b</i>4+<i>a</i>4<i>b</i>8+<i>b</i>12
<i>⇔</i> <i>a</i>8<i>b</i>2(<i>a</i>2<i>− b</i>2)+<i>a</i>2<i>b</i>8(<i>b</i>2<i>− a</i>2)<i>≥</i>0
<i>⇔</i> a2<sub>b</sub>2<sub>(a</sub>2<sub>-b</sub>2<sub>)(a</sub>6<sub>-b</sub>6<sub>)</sub> <sub> 0 </sub> <i><sub>⇔</sub></i> <sub> a</sub>2<sub>b</sub>2<sub>(a</sub>2<sub>-b</sub>2<sub>)</sub>2<sub>(a</sub>4<sub>+ a</sub>2<sub>b</sub>2<sub>+b</sub>4<sub>) </sub> <sub> 0</sub>
Bất đẳng thứccuối đúng vậy ta có điều phải chứng minh
VÝ dơ 3<sub>: cho x.y =1 vµ x.y </sub>
Chøng minh <i>x</i>2+<i>y</i>2
<i>x − y</i> 22
Giải:
<i>x</i>2
+<i>y</i>2
<i>x y</i> 22 vì :x y nªn x- y 0 <i>⇒</i> x
2<sub>+y</sub>2 <sub>2</sub>
√2 ( x-y)
√2 x+ 2√2 y 0 <i>⇔</i> x2<sub>+y</sub>2<sub>+2- </sub> <sub>2</sub>
√2 x+ 2√2 y -2 0
<i>⇔</i> x2<sub>+y</sub>2<sub>+(</sub>
√2 )2<sub>- </sub> <sub>2</sub>
√2 x+ 22 y -2xy 0 vì x.y=1 nên 2.x.y=2
<i>⇒</i> (x-y- <sub>√</sub>2 )2<sub> </sub> <sub> 0 Điều này ln ln đúng . Vậy ta có điều phải chứng minh</sub>
VÝ dô 4:
1)CM: <sub>P(x,y)=</sub> <sub>9</sub><i><sub>x</sub></i>2<i><sub>y</sub></i>2
+<i>y</i>2<i>−</i>6 xy<i>−</i>2<i>y</i>+1<i>≥</i>0 <i>∀x , y∈R</i>
2)CM:
+<i>b</i>2+<i>c</i>2<i>≤</i>|<i>a</i>|+|<i>b</i>|+|<i>c</i>| (gợi ý :bình phơng 2 vÕ)
3)choba sè thực khác không x, y, z thỏa mÃn:
<i>x</i>.<i>y</i>.<i>z</i>=1
1
<i>x</i>+
1
<i>y</i>+
1
<i>z</i><<i>x</i>+<i>y</i>+<i>z</i>
Chứng minh rằng :có đúng một trong ba số x,y,z lớn hơn 1
(đề thi Lam Sơn 96-97)
Gi¶i:
XÐt (x-1)(y-1)(z-1)=xyz+(xy+yz+zx)+x+y+z-1
=(xyz-1)+(x+y+z)-xyz( 1
<i>x</i>+
1
<i>y</i>+
1
<i>z</i> )=x+y+z - (
1
<i>x</i>+
1
<i>y</i>+
1
<i>z</i>¿>0 (v×
1
<i>x</i>+
1
<i>y</i>+
1
<i>z</i> < x+y+z
theo gt)
<i>→</i> 2 trong 3 sè x-1 , y-1 , z-1 âm hoặc cả ba sỗ-1 , y-1, z-1 là dơng.
N trng hp sau xy ra thỡ x, y, z >1 <i>→</i> x.y.z>1 Mâu thuẫn gt x.y.z=1 bắt buộc
phải xảy ra trờng hợp trên tức là có đúng 1 trong ba số x ,y ,z là số lớn hơn 1
Ph ơng pháp 3 : dùng bất đẳng thức quen thuộc
A/ một số bất đẳng thức hay dùng
<sub>1) Các bất đẳng thức phụ:</sub>
a) <i><sub>x</sub></i>2
+<i>y</i>2<i>≥</i>2 xy
b) <i>x</i>2
+<i>y</i>2<i>≥</i>∨xy∨¿ dÊu( = ) khi x = y = 0
c) (<i>x</i>+<i>y</i>)2<i>≥</i>4 xy
d) <i>a</i>
2)Bất đẳng thức Cô sy: <i>a</i>1+<i>a</i>2+<i>a</i>3+. . ..+<i>an</i>
<i>n</i> <i>≥</i>
3)Bất đẳng thức Bunhiacopski
+¿2<i>n</i>
¿
<i>x</i><sub>1</sub>2+<i>x</i><sub>2</sub>2+.. . .¿
(<i>a</i>1<i>x</i>1+<i>a</i>2<i>x</i>2+. .. .+<i>anxn</i>)
2
2
+.. ..+<i>a<sub>n</sub></i>2
¿
4) Bất đẳng thức Trê- b-sép:
Nếu
<i>A ≤ B≤ C</i> <i>⇒</i>
aA+bB+cC
3 <i>≥</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>
3 .
<i>A</i>+<i>B</i>+<i>C</i>
3
NÕu
<i>A ≥ B ≥C</i> <i>⇒</i>
aA+bB+cC
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>
3 .
<i>A</i>+<i>B</i>+<i>C</i>
3
DÊu b»ng x¶y ra khi
<i>A</i>=<i>B</i>=<i>C</i>
b/ c¸c vÝ dơ
vÝ dô 1 <sub>Cho a, b ,c là các số không âm chứng minh rằng </sub>
(a+b)(b+c)(c+a) 8abc
Giải:
Cách 1:Dùng bất đẳng thức phụ: (<i>x</i>+<i>y</i>)2<i>≥</i>4 xy
Tacã (<i>a</i>+<i>b</i>)2<i>≥</i>4 ab ; (<i>b</i>+<i>c</i>)2<i>≥</i>4 bc ; (<i>c</i>+<i>a</i>)2<i>≥</i>4 ac
<i>⇒</i> (<i>a</i>+<i>b</i>)2 (<i>b</i>+<i>c</i>)2 (<i>c</i>+<i>a</i>)2 64<i>a</i>2<i>b</i>2<i>c</i>2=(8 abc)2
<i>⇒</i> (a+b)(b+c)(c+a) 8abc
DÊu “=” x¶y ra khi a = b = c
vÝ dơ 2<sub>(tù gi¶i)</sub>: <sub>1)Cho a,b,c>0 vµ a+b+c=1 CMR: </sub> 1
<i>a</i>+
1
<i>b</i>+
1
<i>c≥</i>9 (403-1001)
2)Cho x,y,z>0 vµ x+y+z=1 CMR:x+2y+z 4(1<i>− x</i>)(1<i>− y</i>)(1<i>− z</i>)
3)Cho a>0 , b>0, c>0
CMR: <i>a</i>
<i>b</i>+<i>c</i>+
<i>b</i>
<i>c</i>+<i>a</i>+
<i>c</i>
<i>a</i>+<i>b≥</i>
3
2
4)Cho x 0 ,y 0 tháa m·n 2√<i>x −</i>√<i>y</i>=1 ;CMR: x+y 1<sub>5</sub>
vÝ dô 3:<sub> Cho a>b>c>0 vµ </sub> <i><sub>a</sub></i>2
+<i>b</i>2+<i>c</i>2=1 chøng minh r»ng
3 3 3 <sub>1</sub>
2
<i>a</i> <i>b</i> <i>c</i>
<i>b c a c a b</i>
Gi¶i:
Do a,b,c đối xứng ,giả sử a b c <i></i>
<i>a</i>2<i> b</i>2<i>c</i>2
<i>a</i>
<i>b</i>+<i>c</i>
<i>b</i>
<i>a</i>+<i>c</i>
<i>c</i>
<i>a</i>+<i>b</i>
áp dụng BĐT Trê- b-sÐp ta cã
<i>a</i>2. <i>a</i>
<i>b</i>+<i>c</i>+<i>b</i>
2
. <i>b</i>
<i>a</i>+<i>c</i>+<i>c</i>
2
. <i>c</i>
<i>a</i>+<i>b≥</i>
<i>a</i>2+<i>b</i>2+<i>c</i>2
3 .
<i>a</i>
<i>b</i>+<i>c</i>+
<i>b</i>
<i>a</i>+<i>c</i>+
<i>c</i>
<i>a</i>+<i>b</i>
1
3.
3
2 =
1
2
VËy <i>a</i>
3
<i>b</i>+<i>c</i>+
<i>b</i>3
<i>a</i>+<i>c</i>+
<i>c</i>3
<i>a</i>+<i>b≥</i>
1
2 DÊu b»ng x¶y ra khi a=b=c=
1
√3
Cho a,b,c,d>0 vµ abcd =1 .Chøng minh r»ng :
<i>a</i>2
+<i>b</i>2+<i>c</i>2+<i>d</i>2+<i>a</i>(<i>b</i>+<i>c</i>)+<i>b</i>(<i>c</i>+<i>d</i>)+<i>d</i>(<i>c</i>+<i>a</i>)<i>≥</i>10
Gi¶i:
Ta cã <i><sub>a</sub></i>2
+<i>b</i>2<i>≥</i>2 ab
<i>c</i>2
+<i>d</i>2<i>≥</i>2 cd
Do abcd =1 nªn cd = 1
ab (dïng <i>x</i>+
1
<i>x≥</i>
1
2 )
Ta cã <i>a</i>2+<i>b</i>2+<i>c</i>2<i>≥</i>2(ab+cd)=2(ab+ 1
ab)<i>≥</i>4 (1)
Mặt khác: <i>a</i>(<i>b</i>+<i>c</i>)+<i>b</i>(<i>c</i>+<i>d</i>)+<i>d</i>(<i>c</i>+<i>a</i>)
=(ab+cd)+(ac+bd)+(bc+ad)
=
ab
ac
bc
VËy <i>a</i>2+<i>b</i>2+<i>c</i>2+<i>d</i>2+<i>a</i>(<i>b</i>+<i>c</i>)+<i>b</i>(<i>c</i>+<i>d</i>)+<i>d</i>(<i>c</i>+<i>a</i>)<i>≥</i>10
vÝ dô 5:<sub> Cho 4 sè a,b,c,d bÊt kú chøng minh r»ng:</sub>
<i>b</i>+<i>d</i>¿2
¿
<i>a</i>+<i>c</i>¿2+¿
¿
√¿
Giải: Dùng bất đẳng thức Bunhiacopski
tacó ac+bd
+<i>b</i>2.
mµ (<i>a</i>+<i>c</i>)2+(<i>b</i>+<i>d</i>)2=<i>a</i>2+<i>b</i>2+2(ac+bd)+<i>c</i>2+<i>d</i>2
(<i>a</i>2+<i>b</i>2)+2
<i>⇒</i>
<i>b</i>+<i>d</i>¿2
¿
<i>a</i>+<i>c</i>¿2+¿
¿
√¿
vÝ dơ 6 :<sub> Chøng minh r»ng </sub>
<i><sub>a</sub></i>2
+<i>b</i>2+<i>c</i>2<i>≥</i>ab+bc+ac
Giải: Dùng bất đẳng thức Bunhiacopski
Cách 1: Xét cặp số (1,1,1) và (a,b,c) ta có
(12
+12+12)(<i>a</i>2+<i>b</i>2+<i>c</i>2)<i>≥</i>(1 .<i>a</i>+1.<i>b</i>+1 .<i>c</i>)2
<i>⇒</i> 3 (<i>a</i>2
+<i>b</i>2+<i>c</i>2)<i>≥ a</i>2+<i>b</i>2+<i>c</i>2+2(ab+bc+ac)
<i>⇒</i> <i>a</i>2
+<i>b</i>2+<i>c</i>2<i>≥</i>ab+bc+ac Điều phải chứng minh Dấu bằng xảy ra khi a=b=c
Ph ơng pháp 4 : Sö dụng tính chất bắc cầu
L
u ý: A>B <sub>và</sub> b>c <sub>thì</sub> A>c
vÝ dơ 1:
<sub>Cho a, b, c ,d >0 tháa m·n a> c+d , b>c+d</sub>
Chøng minh r»ng ab >ad+bc
Gi¶i:
Tacã
<i>b</i>><i>c</i>+<i>d</i> <i>⇒</i>
<i>a −c</i>><i>d</i>>0
<i>b −d</i>><i>c</i>>0
<i>⇔</i> ab> ad+bc (®iỊu ph¶i chøng minh)
vÝ dơ 2:
Cho a,b,c>0 tháa m·n <i>a</i>2
+<i>b</i>2+<i>c</i>2=5
3
Chøng minh 1
<i>a</i>+
1
<i>b</i>+
1
<i>c</i><
1
abc
Gi¶i:
Ta cã :( a+b- c)2<sub>= a</sub>2<sub>+b</sub>2<sub>+c</sub>2<sub>+2( ab –ac – bc) </sub> <sub> 0 </sub>
<i>⇒</i> ac+bc-ab ¿¿
¿
1
2 ( a2+b2+c2)
<i>⇒</i> ac+bc-ab 5
6
¿
¿
¿ 1 Chia hai vÕ cho abc > 0 ta cã
1
<i>a</i>+
1
<i>b−</i>
1
<i>c</i>
¿
¿
¿
1
abc
vÝ dô 3
Cho 0 < a,b,c,d <1 Chøng minh r»ng (1-a).(1-b) ( 1-c).(1-d) > 1-a-b-c-d
Gi¶i:
Ta cã (1-a).(1-b) = 1-a-b+ab
Do a>0 , b>0 nªn ab>0
<i>⇒</i> (1-a).(1-b) > 1-a-b (1)
Do c <1 nªn 1- c >0 ta cã
<i>⇒</i> (1-a).(1-b) ( 1-c).(1-d) > (1-a-b-c) (1-d)
=1-a-b-c-d+ad+bd+cd
<i>⇒</i> (1-a).(1-b) ( 1-c).(1-d) > 1-a-b-c-d
(Điều phải chứng minh)
ví dụ 4
1- Cho 0 <a,b,c <1 . Chøng minh r»ng
<sub>2</sub><i><sub>a</sub></i>3
+2<i>b</i>3+2<i>c</i>3<3+<i>a</i>2<i>b</i>+<i>b</i>2<i>c</i>+<i>c</i>2<i>a</i>
Gi¶i :
Do a < 1 <i>⇒</i> <i>a</i>2
<1 vµ
Ta cã (1<i>− a</i>2).(1<i>− b</i>)<0 <i>⇒</i> 1-b- <i><sub>a</sub></i>2 <sub>+</sub>
<i>a</i>2 b > 0
<i>⇒</i> 1+ <i><sub>a</sub></i>2
<i>b</i>2 > <i><sub>a</sub></i>2 <sub> + b</sub>
mµ 0< a,b <1 <i>⇒</i> <i><sub>a</sub></i>2 <sub> > </sub>
<i>a</i>3 , <i><sub>b</sub></i>2 <sub> > </sub>
<i>b</i>3
Tõ (1) vµ (2) <i>⇒</i> 1+ <i>a</i>2 <i><sub>b</sub></i>2 <sub>> </sub> <i><sub>a</sub></i>3 <sub>+</sub> <i><sub>b</sub></i>3
VËy <i><sub>a</sub></i>3 <sub>+</sub>
<i>b</i>3 < 1+ <i><sub>a</sub></i>2
<i>b</i>2
T¬ng tù <i>b</i>3 <sub>+</sub> <i><sub>c</sub></i>3 <sub>1</sub>
+<i>b</i>2<i>c</i>
<i>c</i> <sub>❑</sub>3 <sub>+</sub> <i><sub>a</sub></i>3 <sub></sub>
1+<i>c</i>2<i>a</i>
Cộng các bất đẳng thức ta có :
2<i>a</i>3
+2<i>b</i>3+2<i>c</i>3<i>≤</i>3+<i>a</i>2<i>b</i>+<i>b</i>2<i>c</i>+<i>c</i>2<i>a</i>
b)Chøng minh r»ng : NÕu <i>a</i>2
+<i>b</i>2=<i>c</i>2+<i>d</i>2=1998 th× ac+bd =1998
(Chuyªn Anh –98 – 99)
<i>Gi¶i:</i>
Ta cã (ac + bd) <sub>❑</sub>2 <sub> + (ad – bc )</sub>
❑2 = a ❑2 c ❑2 + b ❑2<i>d</i>2+2 abcd+<i>a</i>2<i>d</i>2
+<i>b</i>2<i>c</i>2 - 2 abcd =
= a2<sub>(c</sub>2<sub>+d</sub>2<sub>)+b</sub>2<sub>(c</sub>2<sub>+d</sub>2<sub>) =(c</sub>2<sub>+d</sub>2<sub>).( a</sub>2<sub>+ b</sub>2<sub>) = 1998</sub>2
rá rµng (ac+bd)2<sub> </sub>
(ac+bd)2+(ad<i></i>bc)2=19982
<i></i> |ac+bd|<i></i>1998
2-Bài tập : 1, Cho các sè thùc : a1; a2;a3 ….;a2003 tháa m·n : a1+ a2+a3 + ….+a2003
=1
chøng minh r»ng : a ❑<sub>1</sub>2 + <i>a</i><sub>2</sub>2+<i>a</i><sub>3</sub>2+.. ..+<i>a</i><sub>2003</sub>2 1
2003 ( đề thi vào chuyên nga
2,Cho a;b;c 0 tháa m·n :a+b+c=1(?)
Chøng minh r»ng: ( 1
<i>a</i>1.(
1
<i>b</i>1).(
1
<i>c</i>1)<i></i>8
Ph ơng pháp 5: dïng tÝnh chÊtcña tû sè
KiÕn thøc
1) <sub>Cho</sub> <sub>a, b ,c là các số dơng thì</sub>
a NÕu <i>a</i>
<i>b</i>>1 th×
<i>a</i>
<i>b</i>>
<i>a</i>+<i>c</i>
<i>b</i>+<i>c</i>
b – NÕu <i>a</i>
<i>b</i><1 th×
<i>a</i>
<i>b</i><
<i>a</i>+<i>c</i>
<i>b</i>+<i>c</i>
2)NÕu b,d >0 th× tõ
<i>a</i>
<i>b</i><
<i>c</i>
<i>d⇒</i>
<i>a</i>
<i>b</i><
<i>a</i>+<i>c</i>
<i>b</i>+<i>d</i><
<i>c</i>
<i>d</i>
`
vÝ dô 1 :
Cho a,b,c,d > 0 .Chøng minh r»ng
1< <i>a</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>+
<i>b</i>
<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i>+
<i>c</i>
<i>c</i>+<i>d</i>+<i>a</i>+
<i>d</i>
<i>d</i>+<i>a</i>+<i>b</i><2
Gi¶i :
Theo tÝnh chÊt cđa tØ lƯ thøc ta cã
<i>a</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i><1<i>⇒</i>
<i>a</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i><
<i>a</i>+<i>d</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i> (1)
Mặt khác : <i>a</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>>
<i>a</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i> (2)
Tõ (1) vµ (2) ta cã
<i>a</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i> <
<i>a</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i> <
<i>a</i>+<i>d</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i> (3)
T¬ng tù ta cã
<i>b</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i><
<i>b</i>
<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i><
<i>b</i>+<i>a</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i> (4)
<i>c</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i><
<i>c</i>
<i>c</i>+<i>d</i>+<i>a</i><
<i>b</i>+<i>c</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i> (5)
<i>d</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i><
<i>d</i>
<i>d</i>+<i>a</i>+<i>b</i><
<i>d</i>+<i>c</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i> (6)
céng vÕ víi vÕ cđa (3); (4); (5); (6) ta cã
1< <i>a</i>
<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>+
<i>b</i>
<i>b</i>+<i>c</i>+<i>d</i>+
<i>c</i>
<i>c</i>+<i>d</i>+<i>a</i>+
<i>d</i>
<i>d</i>+<i>a</i>+<i>b</i><2 điều phải chứng minh
ví dụ 2 :
Cho: <i>a</i>
<i>b</i> <
<i>c</i>
<i>d</i> vµ b,d > 0 .Chøng minh r»ng
<i>a</i>
<i>b</i> <
ab+cd
<i>b</i>2
+<i>d</i>2<
<i>c</i>
<i>d</i>
Gi¶i: Tõ <i>a</i>
<i>b</i> <
<i>c</i>
<i>d</i> <i>⇒</i>
ab
<i>b</i>2<
cd
<i>d</i>2 <i>⇒</i>
ab
<i>b</i>2<
ab+cd
<i>b</i>2
+<i>d</i>2<
cd
<i>d</i>2=
<i>c</i>
<i>d</i>
VËy <i>a</i>
<i>b</i> <
ab+cd
<i>b</i>2
+<i>d</i>2<
<i>c</i>
<i>d</i> điều phải chứng minh
tìm giá trị lớn nhất của <i>a</i>
<i>c</i>+
<i>b</i>
<i>d</i>
giải : <sub>Không mất tính tổng quát ta giả sử :</sub> <i>a</i>
<i>c</i>
<i>b</i>
<i>d</i> Tõ :
<i>a</i>
<i>c</i>
<i>b</i>
<i>d</i> <i>⇒</i>
<i>a</i>
<i>c≤</i>
<i>a</i>+<i>b</i>
<i>c</i>+<i>d≤</i>
<i>b</i>
<i>d</i>
<i>a</i>
<i>c≤</i>1 v× a+b = c+d
a, NÕu :b 998 th× <i>b</i>
<i>d</i> 998 <i>⇒</i>
<i>a</i>
<i>c</i>+
<i>b</i>
<i>d</i> 999
b, NÕu: b=998 thì a=1 <i></i> <i>a</i>
<i>c</i>+
<i>b</i>
<i>d</i> =
1
<i>c</i>+
999
<i>d</i> Đạt giá trị lớn nhất khi d= 1; c=999
Vậy giá trị lớn nhất của <i>a</i>
<i>c</i>+
<i>b</i>
<i>d</i> =999+
1
999 khi a=d=1; c=b=999
Ph ơng pháp 6: Phơng pháplàm trội
L
u ý:
<sub>Dùng</sub><sub>các tính bất đẳng thức để đa một vế của bất đẳng thc v dng tớnh c tng </sub>
hữu hạn hoặc tích hữu hạn.
(*) Phng phỏp chung tính tổng hữu hạn :
S = <i>u</i><sub>1</sub>+<i>u</i><sub>2</sub>+.. . .+<i>u<sub>n</sub></i>
Ta cố gắng biến đổi số hạng tổng quát u ❑<i><sub>k</sub></i> về hiệu của hai số hạng liên tiếp nhau:
<i>u<sub>k</sub></i>=<i>a<sub>k</sub>−a<sub>k</sub></i><sub>+</sub><sub>1</sub>
Khi đó :
S = (<i>a</i>1<i>− a</i>2)+(<i>a</i>2<i>− a</i>3)+.. . .+(<i>an− an</i>+1)=<i>a</i>1<i>−an</i>+1
(*) Phơng pháp chung về tính tích hữu hạn
P = <i>u</i><sub>1</sub><i>u</i><sub>2</sub>. .. .<i>u<sub>n</sub></i>
Biến đổi các số hạng <i>u<sub>k</sub></i> về thơng của hai số hạng liên tiếp nhau:
<i>u<sub>k</sub></i> = <i>ak</i>
<i>ak</i>+1
Khi đó P = <i>a</i>1
<i>a</i>2
.<i>a</i>2
<i>a</i>3
.. . .. <i>an</i>
<i>an</i>+1
= <i>a</i>1
<i>an</i>+1
VÝ dô 1 :
<sub> Víi mäi sè tù nhiªn n >1 chøng minh r»ng </sub>
1
2<
1
<i>n</i>+1+
1
<i>n</i>+2+. .. .+
1
<i>n</i>+<i>n</i><
3
4
Gi¶i:
Ta cã 1
<i>n</i>+<i>k</i>>
1
<i>n</i>+<i>n</i>=
1
2<i>n</i> víi k = 1,2,3,…,n-1
Do đó:
1
<i>n</i>+1+
1
<i>n</i>+2+.. .+
1
2<i>n</i>+. ..+
1
2<i>n</i>=
<i>n</i>
2<i>n</i>=
1
2
VÝ dô 2 :
<sub>Chøng minh r»ng:</sub>
1+ 1
√2+
1
√3+.. . .+
1
√<i>n</i>>2(√<i>n</i>+1<i>−</i>1) Với n là số nguyên
Giải :
Ta cã 1
√<i>k</i>=
2
2√<i>k</i>>
2
√<i>k</i>+√<i>k</i>+1=2(√<i>k</i>+1<i>−</i>√<i>k</i>)
1 > 2 (<sub>√</sub>2<i>−</i>1)
1
√2>2(√3<i>−</i>√2)
………
1
√<i>n</i>>2(√<i>n</i>+1<i>−</i>√<i>n</i>)
Cộng từng vế các bất đẳng thức trên ta có
1+ 1
√2+
1
√3+.. . .+
1
√<i>n</i>>2(√<i>n</i>+1<i>−</i>1)
VÝ dô 3 <sub>:</sub>
Chøng minh r»ng
<i>k</i>=1
<i>n</i>
1
<i>k</i>2<2 <i>∀n∈Z</i>
Gi¶i:
Ta cã 1
<i>k</i>2<
1
<i>k</i>(<i>k −</i>1)=
1
<i>k −</i>1<i>−</i>
1
<i>k</i>
Cho k chạy từ 2 đến n ta có
1
22<1<i>−</i>
1
2
1
32<
1
2<i>−</i>
1
3
.. . .. .. . .. .. .. . ..
1
<i>n</i>2<
1
<i>n −</i>1<i>−</i>
1
<i>n</i>
<i>⇒</i> 1
22+
1
32+. .. .+
1
<i>n</i>2<1
VËy
<i>k</i>=1
<i>n</i>
1
<i>k</i>2<2
Ph ¬ng ph¸p 7:
Dùng bất đẳng thức trong tam giác
L
u ý:<sub> </sub> <sub>Nếu a;b;clà số đo ba cạnh của tam giác thì : a;b;c> 0 </sub>
Và |b-c| < a < b+c ; |a-c| < b < a+c ; |a-b| < c < b+a
<b>VÝ dụ1: </b><sub>Cho a;b;clà số đo ba cạnh của tam gi¸c chøng minh r»ng </sub>
a, a2<sub>+b</sub>2<sub>+c</sub>2<sub>< 2(ab+bc+ac)</sub>
b, abc>(a+b-c).(b+c-a).(c+a-b)
Giải
a)Vì a,b,c là số đo 3 cạnh của một tam giác nên ta cã
0<<i>a</i><<i>b</i>+<i>c</i>
0<<i>b</i><<i>a</i>+<i>c</i>
0<<i>c</i><<i>a</i>+<i>b</i>
<i>a</i>2<<i>a</i>(<i>b</i>+<i>c</i>)
<i>b</i>2<<i>b</i>(<i>a</i>+<i>c</i>)
<i>c</i>2
<<i>c</i>(<i>a</i>+<i>b</i>)
b) Ta cã a > b-c <i>b − c</i>¿2
<i>a</i>2><i>a</i>2<i>−</i>¿ > 0
b > a-c <i>c −a</i>¿
2
<i>b</i>2><i>b</i>2<i>−</i>¿ > 0
c > a-b <i>a −b</i>¿
2
>0
<i>c</i>2
><i>c</i>2<i>−</i>¿
Nhân vế các bất đẳng thức ta đợc
<i>⇒a</i>2<i>b</i>2<i>c</i>2>
<i>⇒</i>abc>(<i>a</i>+<i>b − c</i>).(<i>b</i>+<i>c −a</i>).(<i>c</i>+<i>a −b</i>)
<b>VÝ dô2: (</b>404 – 1001)
1) Cho a,b,c là chiều dài ba cạnh của tam gi¸c
Chøng minh r»ng ab+bc+ca<<i>a</i>2+<i>b</i>2+<i>c</i>2<2(ab+bc+ca)
2) Cho a,b,c là chiều dài ba cạnh cđa tam gi¸c cã chu vi b»ng 2
+<i>b</i>2+<i>c</i>2+2 abc<2
Ph ơng pháp 8: đổi biến số
<b>VÝ dô1:</b>
<sub>Cho a,b,c > 0 Chøng minh r»ng </sub> <i>a</i>
<i>b</i>+<i>c</i>+
<i>b</i>
<i>c</i>+<i>a</i>+
<i>c</i>
<i>a</i>+<i>b</i>
3
2 (1)
Giải :
Đặt x=b+c ; y=c+a ;z= a+b ta cã a= <i>y</i>+<i>z − x</i>
2 ; b =
<i>z</i>+<i>x − y</i>
2 ; c =
<i>x</i>+<i>y − z</i>
ta cã (1) <i>⇔</i> <i>y</i>+<i>z − x</i>
2<i>x</i> +
<i>z</i>+<i>x − y</i>
2<i>y</i> +
<i>x</i>+<i>y − z</i>
2<i>z</i>
3
2
<i>⇔</i> <i>y</i>
<i>x</i>+
<i>z</i>
<i>x−</i>1+
<i>x</i>
<i>y</i>+
<i>z</i>
<i>y−</i>1+
<i>x</i>
<i>z</i>+
<i>y</i>
<i>z−</i>1<i>≥</i>3
<i>⇔</i> ( <i>y</i>
<i>x</i>+
<i>x</i>
<i>y</i>¿+(
<i>z</i>
<i>x</i>+
<i>x</i>
<i>z</i>)+(
<i>z</i>
<i>y</i>+
<i>y</i>
<i>z</i>)<i>≥</i>6
Bất đẳng thức cuối cùng đúng vì ( <i>y</i>
<i>x</i>+
<i>x</i>
<i>y≥</i>2<i>;</i>
<i>z</i>
<i>x</i>+
<i>x</i>
<i>z≥</i>2 ;
<i>z</i>
<i>y</i>+
<i>y</i>
<i>z≥</i>2 nªn ta có
điều phải chứng minh
<b>Ví dụ2:</b>
Cho a,b,c > 0 vµ a+b+c <1
Chøng minh r»ng
1
<i>a</i>2+2 bc+
1
<i>b</i>2+2 ac+
1
<i>c</i>2+2 ab<i></i>9 (1)
Giải:
Đặt x = <i>a</i>2
+2 bc ; y = <i>b</i>2+2 ac ; z = <i>c</i>2+2ab
Ta cã <i>x</i>+<i>y</i>+<i>z</i>=(<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>)2<1
(1) <i>⇔</i>1
<i>x</i>+
1
<i>y</i>+
1
<i>z≥</i>9 Víi x+y+z < 1 vµ x ,y,z > 0
Theo bất đẳng thức Cơsi ta có
<i>x</i>+<i>y</i>+<i>z ≥</i> 3. <sub>√</sub>3xyz
1
<i>x</i>+
1
<i>y</i>+
1
<i>z≥</i> 3. .
3
<i>⇒</i> (<i>x</i>+<i>y</i>+<i>z</i>).
<i>x</i>+
1
<i>y</i>+
1
<i>z</i>
Mµ x+y+z < 1
VËy 1
<i>x</i>+
1
<i>y</i>+
1
<i>z≥</i>9 (®pcm)
<b>VÝ dơ3: </b>
Cho x 0 , y 0 tháa m·n 2√<i>x −</i>√<i>y</i>=1 CMR <i>x</i>+<i>y ≥</i><sub>5</sub>1
Gỵi ý:
Đặt <sub></sub><i>x</i>=<i>u</i> , <sub></sub><i>y</i>=<i>v</i> <i>⇒</i> 2u-v =1 vµ S = x+y = <i>u</i>2+<i>v</i>2 <i>⇒</i> v = 2u-1 thay vµo
tÝnh S min
Bµi tËp
1) Cho a > 0 , b > 0 , c > 0 CMR: 25<i>a</i>
<i>b</i>+<i>c</i>+
16<i>b</i>
<i>c</i>+<i>a</i>+
<i>c</i>
<i>a</i>+<i>b</i>>8
2)Tỉng qu¸t m, n, p, q, a, b >0
CMR
ma
<i>b</i>+<i>c</i>+
nb
<i>c</i>+<i>a</i>+
<i>a</i>+<i>b≥</i>
1
2(√<i>m</i>+√<i>n</i>+√<i>p</i>)
2
<i>−</i>(<i>m</i>+<i>n</i>+<i>p</i>)
Ph ơng pháp 9:<sub> </sub>dïng tam thøc bËc hai
L
u ý :
<sub>Cho tam thøc bËc hai </sub> <i><sub>f</sub></i><sub>(</sub><i><sub>x</sub></i><sub>)=</sub><sub>ax</sub>2
+bx+<i>c</i>
NÕu <i>Δ</i><0 th× <i>a</i>.<i>f</i>(<i>x</i>)>0 <i>∀x∈R</i>
NÕu <i>Δ</i>=0 th× <i>a</i>.<i>f</i>(<i>x</i>)>0 <i>∀x ≠ −b</i>
<i>a</i>
NÕu <i>Δ</i>>0 th× <i>a</i>.<i>f</i>(<i>x</i>)>0 víi <i>x</i><<i>x</i><sub>1</sub> hc <i>x</i>><i>x</i><sub>2</sub> ( <i>x</i><sub>2</sub>><i>x</i><sub>1</sub> )
<i>a</i>.<i>f</i>(<i>x</i>)<0 víi <i>x</i>1<<i>x</i><<i>x</i>2
<b>VÝ dô1:</b>
Chøng minh r»ng
<i>f</i>(<i>x , y</i>)=<i>x</i>2+5<i>y</i>2<i>−</i>4 xy+2<i>x −</i>6<i>y</i>+3>0 (1)
Gi¶i:
Ta cã (1) <i>⇔</i> <i>x</i>2<i>−</i>2<i>x</i>(2<i>y −</i>1)+5<i>y</i>2<i>−</i>6<i>y</i>+3>0
<i>Δ'</i>=(2<i>y −</i>1)2<i>−</i>5<i>y</i>2+6<i>y −</i>3
¿4 <i>y</i>
2<i><sub>−</sub></i><sub>4</sub><i><sub>y</sub></i>
+1<i>−</i>5<i>y</i>2+6<i>y −</i>3
<i>−</i>(<i>y −</i>1)2<i>−</i>1<0
VËy <i>f</i>(<i>x , y</i>)>0 víi mäi x, y
<b>VÝ dô2:</b>
<b> </b>Chøng minh r»ng
<i><sub>f</sub></i>(<i>x , y</i>)=<i>x</i>2<i>y</i>4+2(<i>x</i>2+2).<i>y</i>2+4 xy+<i>x</i>2>4 xy3
Gi¶i:
<i>x</i>2<i><sub>y</sub></i>4
+2(<i>x</i>2+2).<i>y</i>2+4 xy+<i>x</i>2<i>−</i>4 xy3>0
<i>y</i>
2
+1¿2.<i>x</i>2+4<i>y</i>(1<i>− y</i>)2<i>x</i>+4<i>y</i>2>0
<i>⇔</i>¿
Ta cã <i>Δ'</i>
=4<i>y</i>2(1<i>− y</i>2
)2<i>−</i>4<i>y</i>2
(<i>y</i>2
+1)2=<i>−</i>16<i>y</i>2<0
V× a = <sub>(</sub><i>y</i>2
+1)2>0 vËy <i>f</i> (<i>x , y</i>)>0 (®pcm)
Ph ơng pháp 10: dùng quy nạp toán học
Kiến thøc:
<sub>Để chứng minh bất đẳng thức đúng với </sub> <i>n</i>><i>n</i><sub>0</sub> ta thực hiện các bớc sau :
1 – Kiểm tra bất đẳng thức đúng với <i>n</i>=<i>n</i><sub>0</sub>
2 - Giả sử BĐT đúng với n =k (thay n =k vào BĐT cần chứng minh đợc gọi là giả
thiết quy nạp )
3- Ta chứng minh bất đẳng thức đúng với n = k +1 (thay n = k+1vào BĐT cần
chứng minh rồi biến đổi để dùng giả thiết quy nạp)
4 – kết luận BĐT đúng với mọi <i>n</i>><i>n</i><sub>0</sub>
<b>VÝ dô1:</b>
Chøng minh r»ng
1
12+
1
22+.. . .+
1
<i>n</i>2<2<i>−</i>
1
<i>n</i> <i>∀n∈N ;n</i>>1 (1)
Gi¶i :
Víi n =2 ta cã 1+1
4<2<i>−</i>
1
2 (đúng)
Vậy BĐT (1) đúng với n =2
Giả sử BĐT (1) đúng với n =k ta phải chứng minh
BĐT (1) đúng với n = k+1
ThËt vËy khi n =k+1 th×
(1) <i>⇔</i>
<i>k</i>+1¿2
¿
¿
1
12+
1
22+.. . .+
1
<i>k</i>2+
1
¿
Theo gi¶ thiÕt quy n¹p
<i>⇔</i>
<i>k</i>+1¿2
¿
¿
1
12+
1
22+.. . .+
1
<i>k</i>2+
1
¿
<i>⇔</i>
<i>k</i>+1¿2
¿
¿
1
12+.. . .+
1
¿
<i>⇔</i>
<i>k</i>+1¿2
¿
<i>k</i>+1¿2
¿
<i>k</i>+1+1
¿
<i>⇔</i> k2<sub>+2k<k</sub>2<sub>+2k+1 Điều này đúng .Vậy bất đẳng thức (1)đợc </sub>
chøng minh
<b>VÝ dô2:<sub> </sub></b><sub>Cho </sub> <i>n∈N</i> <sub> vµ a+b> 0</sub>
Chøng minh r»ng
2
<i>n</i>
<i>a</i>
<i>n</i>
+<i>bn</i>
2 (1)
Giải
Ta thấy BĐT (1) đúng với n=1
Giả sử BĐT (1) đúng với n=k ta phải chứng minh BĐT đúng với n=k+1
Thật vậy với n = k+1 ta có
(1) <i>⇔</i>
<i>k</i>+1
<i>a</i>
<i>k</i>+1
+<i>bk</i>+1
2
<i>⇔</i>
2
<i>k</i>
.<i>a</i>+<i>b</i>
2
<i>ak</i>+1
+<i>bk</i>+1
2 (2)
<i>⇔</i> VÕ tr¸i (2) <i>a</i>
<i>k</i>
+<i>bk</i>
2 .
<i>a</i>+<i>b</i>
2 =
<i>ak</i>+1
+ab<i>k</i>+<i>akb</i>+<i>bk</i>+1
4 <i>≤</i>
<i>ak</i>+1
+<i>bk</i>+1
2
<i>⇔</i> <i>ak</i>+1+<i>bk</i>+1
2 <i>−</i>
<i>ak</i>+1
+ab<i>k</i>+<i>akb</i>+<i>bk</i>+1
4 <i>≥</i>0
<i>⇔</i> (<i>ak<sub>− b</sub>k</i><sub>)</sub><sub>.</sub><sub>(</sub><i><sub>a −b</sub></i><sub>)</sub><i><sub>≥</sub></i><sub>0</sub> <sub> (3)</sub>
Ta chøng minh (3)
(+) Gi¶ sư a b và giả thiết cho a -b <i>⇔</i> a |<i>b</i>|
<i>⇔</i> <i>ak<sub>≥</sub></i>
|<i>b</i>|<i>k≥ bk</i> <sub> </sub> <i><sub>⇒</sub></i> <sub> </sub> <sub>(</sub><i><sub>a</sub>k<sub>− b</sub>k</i><sub>)</sub><sub>.</sub><sub>(</sub><i><sub>a −b</sub></i><sub>)</sub><i><sub>≥</sub></i><sub>0</sub>
(+) Gi¶ sử a < b và theo giả thiết - a<b <i>⇔</i> <sub>|</sub><i>a</i>|<i>k</i><<i>bk⇔ak</i><<i>bk</i> <i>⇔</i>
(<i>ak− bk</i>).(<i>a −b</i>)<i>≥</i>0
Vậy BĐT (3)luôn đúng ta có (đpcm)
Ph ¬ng ph¸p 11: Chøng minh ph¶n chøng
L u ý :
1) Giả sử phải chứng minh bất đẳng thức nào đó đúng , ta hãy giả sử bất đẳng thức
đó sai và kết hợp với các giả thiết để suy ra điều vơ lý , điều vơ lý có thể là điều trái với
giả thiết , có thể là điều trái ngợc nhau .Từ đó suy ra bất đẳng thức cần chứng minh là
2) Giả sử ta phải chứng minh luận đề “G <i>⇒</i> K”
phép toán mệnh đề cho ta :
Nh vậy để phủ định luận đề ta ghép tất cả giả thiết của luận đề với phủ định kết
luận của nó .
Ta thờng dùng 5 hình thức chứng minh phản chứng sau :
A - Dùng mệnh đề phản đảo : <i>−−<sub>K</sub><sub>⇒</sub>− −<sub>G</sub></i>
<b>VÝ dô 1</b>:
Cho ba sè a,b,c tháa m·n a +b+c > 0 , ab+bc+ac > 0 , abc > 0
Chøng minh r»ng a > 0 , b > 0 , c > 0
Gi¶i :
Giả sử a 0 thì từ abc > 0 <i>⇒</i> a 0 do đó a < 0
Mà abc > 0 và a < 0 <i>⇒</i> cb < 0
Tõ ab+bc+ca > 0 <i>⇒</i> a(b+c) > -bc > 0
V× a < 0 mµ a(b +c) > 0 <i>⇒</i> b + c < 0
a < 0 vµ b +c < 0 <i></i> a + b +c < 0 trái giả thiÕt a+b+c > 0
VËy a > 0 t¬ng tù ta cã b > 0 , c > 0
<b> VÝ dô 2</b>:
<sub>Cho 4 sè a , b , c ,d tháa m·n ®iỊu kiÖn </sub>
ac 2.(b+d) .Chứng minh rằng có ít nhất một trong các bất đẳng thức sau là
sai:
<i>a</i>2
<4<i>b</i> , <i>c</i>2<4<i>d</i>
Gi¶i :
Giả sử 2 bất đẳng thức : <i>a</i>2
<4<i>b</i> , <i>c</i>2<4<i>d</i> đều đúng khi ú cng cỏc v ta
đ-ợc
<i>a</i>2+<i>c</i>2<4(<i>b</i>+<i>d</i>) (1)
Theo gi¶ thiÕt ta cã 4(b+d) 2ac (2)
Tõ (1) vµ (2) <i>⇒</i> <i>a</i>2+<i>c</i>2<2 ac hay (<i>a − c</i>)2<0 (v« lý)
Vậy trong 2 bất đẳng thức <i>a</i>2<4<i>b</i> và <i>c</i>2<4<i>d</i> có ít nhất một các bất đẳng thức
sai
<b>VÝ dô 3</b>:
<sub>Cho x,y,z > 0 vµ xyz = 1. Chøng minh r»ng </sub>
NÕu x+y+z > 1
<i>x</i>+
1
<i>y</i>+
1
<i>z</i> th× cã mét trong ba sè này lớn hơn 1
Giải :
Ta cã (x-1).(y-1).(z-1) =xyz – xy- yz + x + y+ z –1
=x + y + z – ( 1
<i>x</i>+
1
<i>y</i>+
1
<i>z</i> ) v× xyz = 1
theo gi¶ thiÕt x+y +z > 1
<i>x</i>+
1
<i>y</i>+
1
<i>z</i>
nªn (x-1).(y-1).(z-1) > 0
Trong ba sè x-1 , y-1 , z-1 chØ cã mét sè d¬ng
Thật vậy nếu cả ba số dơng thì x,y,z > 1 <i>⇒</i> xyz > 1 (trái giả thiết)
Cịn nếu 2 trong 3 số đó dơng thì (x-1).(y-1).(z-1) < 0 (vô lý)
Vậy có một và chỉ một trong ba số x , y,z lớn hơn 1
Phần iii : các bài tập nâng cao
1/dùng định nghĩa
<sub>1) Cho abc = 1 vµ </sub> <i><sub>a</sub></i>3
>36 . . Chøng minh r»ng <i>a</i>
2
3 +¿ b
2<sub>+c</sub>2<sub>> ab+bc+ac</sub>
Gi¶i
Ta cã hiÖu: <i>a</i>2
3 +¿ b
= <i>a</i>2
4 +¿
<i>a</i>2
12+¿ b
2<sub>+c</sub>2<sub>- ab- bc – ac</sub>
= ( <i>a</i>2
4 +¿ b
2<sub>+c</sub>2<sub>- ab– ac+ 2bc) +</sub> <i>a</i>2
12<i>−</i> 3bc
=( <i>a</i>
2 -b- c)2 +
<i>a</i>3<i><sub>−</sub></i><sub>36 abc</sub>
=( <i>a</i>
2 -b- c)2 +
<i>a</i>3<i><sub>−</sub></i><sub>36 abc</sub>
12<i>a</i> >0 (v× abc=1 và a
3<sub> > 36 nên a >0 )</sub>
VËy : <i>a</i>2
3 +¿ b
2<sub>+c</sub>2<sub>> ab+bc+ac Điều phải chứng minh</sub>
2) Chứng minh rằng
a) <i>x</i>4
+<i>y</i>4+<i>z</i>2+1<i>≥</i>2<i>x</i>.(xy2<i>− x</i>+<i>z</i>+1)
b) víi mäi sè thùc a , b, c ta cã
<i>a</i>2+5<i>b</i>2<i>−</i>4 ab+2<i>a −</i>6<i>b</i>+3>0
c) <i><sub>a</sub></i>2
+2<i>b</i>2<i>−</i>2 ab+2<i>a −</i>4<i>b</i>+2<i>≥</i>0
Gi¶i :
a) XÐt hiÖu
H = <i>x</i>4+<i>y</i>4+<i>z</i>2+1<i>−</i>2<i>x</i>2<i>y</i>2+2<i>x</i>2<i>−</i>2 xz<i>−</i>2<i>x</i>
= <sub>(</sub><i><sub>x</sub></i>2
<i>− y</i>2)2+(<i>x − z</i>)2+(<i>x −</i>1)2
H 0 ta có điều phải chứng minh
b) VÕ tr¸i cã thĨ viÕt
H = (<i>a −</i>2<i>b</i>+1)2+(<i>b −</i>1)2+1
<i>⇒</i> H > 0 ta cã ®iỊu ph¶i chøng minh
c) vÕ tr¸i cã thĨ viÕt
H = (<i>a −b</i>+1)2+(<i>b −</i>1)2
<i>⇒</i> H 0 ta có điều phải chứng minh
Ii / Dựng bin đổi t ơng đ ơng
<sub>1) Cho x > y vµ xy =1 .Chøng minh r»ng </sub>
(<i>x</i>
2
+<i>y</i>2)2
(<i>x − y</i>)2 <i>≥</i>8
Gi¶i :
Ta cã <i>x</i>2
+<i>y</i>2=(<i>x − y</i>)2+2 xy=(<i>x − y</i>)2+2 (v× xy = 1)
<i>⇒</i> <sub>(</sub><i><sub>x</sub></i>2
+<i>y</i>2)2=(<i>x − y</i>)4+4 .(<i>x − y</i>)2+4
Do đó BĐT cần chứng minh tơng đơng với
(<i>x − y</i>)4+4(<i>x − y</i>)2+4<i>≥</i>8.(<i>x − y</i>)2
<i>⇔</i> (<i>x − y</i>)4<i>−</i>4(<i>x − y</i>)2+4<i>≥</i>0
<i>⇔</i>
<i>−</i>2
BĐT cuối đúng nên ta có điều phải chứng minh
2) Cho xy 1 .Chứng minh rằng
1
1+<i>x</i>2+
1
1+<i>y</i>2<i>≥</i>
2
1+xy
Gi¶i :
Ta cã 1
1+<i>x</i>2+
1
1+<i>y</i>2<i>≥</i>
<i>⇔</i>
1+<i>x</i>2<i>−</i>
1
1+<i>y</i>2
1
1+<i>y</i>2<i>−</i>
1
1+xy
<i>⇔</i> xy<i>− x</i>
2
(1+<i>x</i>2).(1+xy)+
xy<i>− y</i>2
(1+<i>y</i>2).(1+xy)<i>≥</i>0
<i>⇔</i> <i>x</i>(<i>y − x</i>)
(1+<i>x</i>2).(1+xy)+
<i>y</i>(<i>x − y</i>)
(1+<i>y</i>2).(1+xy)<i>≥</i>0
<i>⇔</i> (<i>y − x</i>)
2
(xy<i>−</i>1)
(1+<i>x</i>2).(1+<i>y</i>2).(1+xy)<i>≥</i>0
BĐT cuối này đúng do xy > 1 .Vậy ta có điều phải chứng minh
Iii / dùng bất đẳng thức phụ
<sub>1) Cho a , b, c là các số thực và a + b +c =1</sub>
Chøng minh r»ng <i>a</i>2+<i>b</i>2+<i>c</i>2<i>≥</i>1
3
Gi¶i :
áp dụng BĐT BunhiaCôpski cho 3 số (1,1,1) vµ (a,b,c)
Ta cã (1.<i>a</i>+1 .<i>b</i>+1 .<i>c</i>)2<i>≤</i>(1+1+1).(<i>a</i>2+<i>b</i>2+<i>c</i>2)
<i>⇔</i> (<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>)2<i>≤</i>3 .(<i>a</i>2+<i>b</i>2+<i>c</i>2)
<i>⇔</i> <i>a</i>2
+<i>b</i>2+<i>c</i>2<i>≥</i>1
3 (vì a+b+c =1 ) (đpcm)
2) Cho a,b,c là các số d¬ng
Chøng minh r»ng (<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>).
<i>a</i>+
1
<i>b</i>+
1
<i>c</i>
Gi¶i :
(1) <i>⇔</i> 1+<i>a</i>
<i>b</i>+
<i>a</i>
<i>c</i>+
<i>b</i>
<i>a</i>+1+
<i>b</i>
<i>c</i>+
<i>c</i>
<i>a</i>+
<i>c</i>
<i>a</i>+1<i>≥</i>9
<i></i> 3+
<i>b</i>+
<i>b</i>
<i>a</i>
<i>a</i>
<i>c</i>+
<i>c</i>
<i>a</i>
<i>b</i>
<i>c</i>+
<i>c</i>
<i>b</i>
áp dụng BĐT phụ <i>x</i>
<i>y</i>+
<i>y</i>
<i>x</i> <i>≥</i>2 Víi x,y > 0
Ta có BĐT cuối cùng ln đúng
Vậy (<i>a</i>+<i>b</i>+<i>c</i>).
<i>a</i>+
1
<i>b</i>+
1
<i>c</i>
Iv / dùng ph ơng pháp bắc cầu
<sub>1) Cho 0 < a, b,c <1 .Chøng minh r»ng :</sub>
2<i>a</i>3
+2<i>b</i>3+2<i>c</i>3<3+<i>a</i>2<i>b</i>+<i>b</i>2<i>c</i>+<i>c</i>2<i>a</i>
Gi¶i :
Do a <1 <i>⇒</i> <i><sub>a</sub></i>2 <sub><1 vµ b <1</sub>
Nªn (1<i>− a</i>2<sub>)</sub><sub>.</sub><sub>(</sub><sub>1</sub><i><sub>− b</sub></i>2<sub>)</sub>
>0<i>⇒</i>1+<i>a</i>2<i>b − a</i>2<i>−b</i>>0
Hay 1+<i>a</i>2<i>b</i>><i>a</i>2+<i>b</i> (1)
Mặt khác 0 <a,b <1 <i>⇒</i> <i>a</i>2
><i>a</i>3 ; <i>b</i>><i>b</i>3
<i>⇒</i> 1+<i>a</i>2><i>a</i>3+<i>b</i>3
VËy <i>a</i>3
+<i>b</i>3<1+<i>a</i>2<i>b</i>
<i>b</i>3+<i>c</i>3<1+<i>b</i>2<i>c</i>
<i>a</i>3+<i>c</i>3<1+<i>c</i>2<i>a</i>
<i>⇒</i> 2<i>a</i>3+2<i>b</i>3+2<i>c</i>3<3+<i>a</i>2<i>b</i>+<i>b</i>2<i>c</i>+<i>c</i>2<i>a</i> (đpcm)
2) So sánh 31 <sub>❑</sub>11 <sub> vµ 17</sub>
❑14
Gi¶i :
Ta thÊy 3111 <
11
11 5 55 56
32 2 2 2
Mặt khác
14
56 4.14 4 14 14
2 2 2 16 17
Vëy 31 <sub>❑</sub>11 <sub> < 17</sub>
❑14 (®pcm)
V/ dïng tÝnh chÊt tØ sè
<sub>1) Cho a ,b ,c ,d > 0 .Chøng minh r»ng :</sub>
2 3
<i>a b</i> <i>b c</i> <i>c d</i> <i>d a</i>
<i>a b c b c d</i> <i>c d a d a b</i>
Gi¶i :
V× a ,b ,c ,d > 0 nªn ta cã
<i>a b</i> <i>a b</i> <i>a b d</i>
<i>a b c d</i> <i>a b c</i> <i>a b c d</i>
<sub> (1)</sub>
<i>b</i> <i>c</i> <i>b c</i> <i>b c a</i>
<i>a b c d</i> <i>b c d</i> <i>a b c d</i>
<sub> (2)</sub>
<i>d a</i> <i>d a</i> <i>d a c</i>
<i>a b c d</i> <i>d a b</i> <i>a b c d</i>
<sub> (3)</sub>
Cộng các vế của 4 bất đẳng thức trên ta có :
2 3
<i>a b</i> <i>b c</i> <i>c d</i> <i>d a</i>
<i>a b c b c d</i> <i>c d a d a b</i>
<sub> (®pcm)</sub>
2) Cho a ,b,c là số đo ba cạnh tam giác
Chøng minh r»ng
1 2
<i>a</i> <i>b</i> <i>c</i>
<i>b c c a a b</i>
Gi¶i :
Vì a ,b ,c là số đo ba cạnh của tam giác nên ta có a,b,c > 0
Vµ a < b +c ; b <a+c ; c < a+b
Tõ (1)
2
<i>a</i> <i>a a</i> <i>a</i>
<i>b c</i> <i>a b c</i> <i>a b c</i>
Mặt khác
<i>a</i> <i>a</i>
<i>b c</i> <i>a b c</i>
VËy ta cã
2
<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i>
<i>a b c</i> <i>b c</i> <i>a b c</i> <sub> T¬ng tù ta cã </sub>
2
<i>b</i> <i>b</i> <i>b</i>
<i>a b c</i> <i>a c</i> <i>a b c</i> <sub> </sub>
2
<i>c</i> <i>c</i> <i>c</i>
<i>a b c</i> <i>b a</i> <i>a b c</i>
1 2
<i>a</i> <i>b</i> <i>c</i>
<i>b c c a a b</i>
<sub> (®pcm)</sub>
V/ ph ơng pháp làm trội :
1) Chøng minh B§T sau :
a)
1 1 1 1
...
1.3 3.5 (2<i>n</i>1).(2<i>n</i>1)2
b)
1 1 1
1 ... 2
1.2 1.2.3 1.2.3...<i>n</i>
Gi¶i :
a) Ta cã
1 1 1 1 1
.
2 1 . 2 1 2 (2 1).(2 1) 2 2 1 2 1
<i>k</i> <i>k</i>
<i>n</i> <i>n</i> <i>k</i> <i>k</i> <i>k</i> <i>k</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Cho n chạy từ 1 đến k .Sau đó cộng lại ta có
1 1 1 1 2 1
... . 1
1.3 3.5 (2<i>n</i> 1).(2<i>n</i> 1) 2 2<i>n</i> 1 2
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> (®pcm)</sub>
b) Ta cã
1 1 1 1 1 1
1 ... 1 ...
1.2 1.2.3 1.2.3...<i>n</i> 1.2 1.2.3 <i>n</i> 1 .<i>n</i>
<
1 1 1 1 1 1
1 1 .... 2 2
2 2 3 <i>n</i> 1 <i>n</i> <i>n</i>
<sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub> (®pcm)</sub>
<b>Phần iv</b> : ứng dụng của bất đẳng thức
1/ dùng bất đẳng thức để tìm c c trị
L u ý
- NÕu f(x) <sub> A thì f(x) có giá trị nhỏ nhất lµ A</sub>
- NÕu f(x) <sub> B thì f(x) có giá trị lớn nhất lµ B</sub>
<b>VÝ dơ 1</b> :
Tìm giá trị nhỏ nhất cña :
T = |x-1| + |x-2| +|x-3| + |x-4|
Gi¶i :
Ta cã |x-1| + |x-4| = |x-1| + |4-x| <sub> |x-1+4-x| = 3 (1)</sub>
Vµ <i>x</i> 2 <i>x</i> 3 <i>x</i> 23 <i>x</i> <i>x</i> 2 3 <i>x</i> 1 (2)
VËy T = |x-1| + |x-2| +|x-3| + |x-4| <sub> 1+3 = 4</sub>
Ta cã tõ (1) <sub> DÊu b»ng x¶y ra khi </sub>1 <i>x</i> 4
(2) DÊu b»ng x¶y ra khi 2 <i>x</i> 3
VËy T cã giá trị nhỏ nhất là 4 khi 2 <i>x</i> 3
<b>VÝ dô 2 :</b>
<b> </b>Tìm giá trị lớn nhÊt cña
S = xyz.(x+y).(y+z).(z+x) víi x,y,z > 0 vµ x+y+z =1
Gi¶i :
3 1 1
3 27
<i>xyz</i> <i>xyz</i>
áp dụng bất đẳng thức Côsi cho x+y ; y+z ; x+z ta có
2 3 3
1
3
VËy S
8 1 8
.
27 27 729
Vậy S có giá trị lớn nhất là
8
729 <sub> khi x=y=z=</sub>
1
3
<b>VÝ dô 3 : </b>Cho xy+yz+zx = 1
T×m giá trị nhỏ nhất của <i>x</i>4<i>y</i>4<i>z</i>4
Gi¶i :
á<sub>p dụng BĐT Bunhiacốpski cho 6 sè (x,y,z) ;(x,y,z)</sub>
Ta cã
2
<i>xy yz zx</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
2
2 2 2
1 <i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
(1)
Ap dụng BĐT Bunhiacốpski cho (<i>x y z</i>2, 2, 2) và (1,1,1)
Ta cã
2 2 2 2 2 2 2 4 4 4
2 2 2 2 4 4 4
( ) (1 1 1 )( )
( ) 3( )
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
Tõ (1) vµ (2) 1 3( <i>x</i>4<i>y</i>4<i>z</i>4)
4 4 4 1
3
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i>
VËy <i>x</i>4<i>y</i>4<i>z</i>4 có giá trị nhỏ nhất là
1
3<sub> khi x=y=z=</sub>
3
3
<b>VÝ dô 4 :</b>
Trong tam giác vuông có cùng cạnh huyền , tam giác vuông nào có diƯn tÝch
lín nhÊt
Gi¶i :
Gọi cạnh huyền của tam giác là 2a
Đờng cao thuộc cạnh huyền là h
Hình chiếu các cạnh góc vuông lên cạnh huyền là x,y
Ta cã S =
2
1
. . . . .
2 <i>x y h a h a h</i> <i>a xy</i>
Vì a không đổi mà x+y = 2a
VËy S lín nhÊt khi x.y lín nhÊt <i>x</i><i>y</i>
VËy trong các tam giác có cùng cạnh huyền thì tam giác vuông cân có diện tích lớn
nhất
Ii/ dùng b.đ.t để giải ph ơng trình và hệ ph ơng trình
<b> </b>Giải phơng tr×nh sau
4 3<i>x</i>26<i>x</i>19 5<i>x</i>210<i>x</i>14 4 2 <i>x x</i> 2
Gi¶i :
<sub>Ta cã </sub>3<i>x</i>26<i>x</i>19 3.(<i>x</i>22<i>x</i>1) 16
3.(<i>x</i>1)216 16
2
2
5<i>x</i> 10<i>x</i>14 5. <i>x</i>1 9 9
VËy 4. 3<i>x</i>26<i>x</i>19 5<i>x</i>210<i>x</i>14 2 3 5
DÊu ( = ) x¶y ra khi x+1 = 0 <sub> x = -1</sub>
VËy 4 3<i>x</i>26<i>x</i>19 5<i>x</i>210<i>x</i>14 4 2 <i>x x</i> 2 khi x = -1
Vậy phơng trình có nghiệm duy nhất x = -1
<b>VÝ dô 2 :</b>
<b> </b>Giải phơng trình
<i>x</i> 2 <i>x</i>2 4<i>y</i>24<i>y</i>3
Gi¶i :
áp dụng BĐT BunhiaCốpski ta có :
2 2 2 2 2
2 1 1 . 2 2. 2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
DÊu (=) x¶y ra khi x = 1
Mặt khác
2
2
4<i>y</i> 4<i>y</i> 3 2<i>y</i>1 2 2
DÊu (=) x¶y ra khi y =
-1
2
VËy <i>x</i> 2 <i>x</i>2 4<i>y</i>24<i>y</i> 3 2 khi x =1 vµ y
=-1
2
Vậy nghiệm của phơng trình là
1
1
2
<i>x</i>
<i>y</i>
<b>VÝ dô 3 :</b>
<b> </b>Giải hệ phơng trình sau:
4 4 4
1
<i>x y z</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>xyz</i>
Gi¶i : áp dụng BĐT Côsi ta có
4 4 4 4 4 4
4 4 4
2 2 2 2 2 2
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
x
2 2 2
2 2 2
<i>x</i> <i>y</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>z</i> <i>x</i>
<i>y</i> <i>z</i>
<i>x y</i> <i>y z</i> <i>z x</i>
<i>x y</i> <i>y z</i> <i>z y</i> <i>z z</i> <i>x z</i> <i>y x</i>
2 2 2
.( )
<i>y xz z xy x yz</i>
<i>xyz x y z</i>
V× x+y+z = 1)
DÊu (=) x¶y ra khi x = y = z =
1
3
VËy 4 4 4
1
<i>x y z</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>xyz</i>
<sub> cã nghiÖm x = y = z =</sub>
1
3
<b>VÝ dô 4 : </b>Giải hệ phơng trình sau
2
2
4 8
2
<i>xy</i> <i>y</i>
<i>xy</i> <i>x</i>
<sub> </sub>
(1)
(2)
Từ phơng trình (1) 8 <i>y</i>2 0 hay <i>y</i> 8
Từ phơng trình (2)
2 <sub>2</sub> <sub>.</sub> <sub>2 2</sub>
<i>x</i> <i>x y</i> <i>x</i>
2 2
2
2 2 2 0
( 2) 0
2
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
NÕu x = 2 th× y = 2 2
NÕu x = - 2 th× y = -2 2
VËy hệ phơng trình có nghiệm
2
2
<i>x</i>
<i>y</i>
<sub> vµ </sub>
2 2
2 2
<i>x</i>
<i>y</i>
Iii/ dùng B.Đ.t để giải ph ơng trỡnh nghim nguyờn
1) Tìm các số nguyên x,y,z thoả mÃn
<i>x</i>2<i>y</i>2<i>z</i>2<i>xy</i>3<i>y</i>2<i>z</i> 3
Gi¶i :
Vì x,y,z là các số nguyên nªn
<i>x</i>2<i>y</i>2<i>z</i>2 <i>xy</i>3<i>y</i>2<i>z</i> 3
2 2 2
2 2
2 2
3 2 3 0
3
3 3 2 1 0
4 4
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>xy</i> <i>y</i> <i>z</i>
<i>y</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>xy</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>z</i>
<sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub>
3 1 1 0
2 2
<i>y</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>z</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub> (*)</sub>
Mµ
2 2
2
3 1 1 0
2 2
<i>y</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>z</i>
<sub> </sub><i>x y R</i>,
2 2
2
3 1 1 0
0
2 <sub>1</sub>
1 0 2
2
1
1 0
<i>y</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>y</i>
<i>y</i>
<i>z</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> </sub>
C¸c sè x,y,z phải tìm là
1
2
1
<i>x</i>
<i>y</i>
<i>z</i>
<b>VÝ dô 2</b>:
Tìm nghiệm nguyên dơng của phơng trình
1 1 1
2
<i>x</i> <i>y</i><i>z</i>
Gi¶i :
Không mất tính tổng quát ta gi¶ sư <i>x y z</i>
Ta cã
1 1 1 3
2 2<i>z</i> 3
<i>x</i> <i>y</i> <i>z</i> <i>z</i>
Mà z nguyên dơng vậy z = 1
Thay z = 1 vào phơng trình ta đợc
1 1
1
<i>x</i> <i>y</i>
Theo giả sử x<sub>y nên 1 = </sub>
1 1
<i>x</i> <i>y</i>
1
<i>y</i>
2
<i>y</i>
<sub> mµ y nguyên dơng</sub>
Nên y = 1 hc y = 2
Với y = 1 không thích hợp
Víi y = 2 ta cã x = 2
VËy (2 ,2,1) lµ một nghiệm của phơng trình
Hoán vị các số trên ta đợc các nghiệm của phơng trình
là (2,2,1) ; (2,1,2) ; (1,2,2)
<b>VÝ dô 3 :</b>
<b> </b>T×m các cặp số nguyên thoả mÃn phơng trình
<b> </b> <i>x</i> <i>x</i> <i>y</i><b> (*)</b>
<b> </b>Gi¶i :
(*) Víi x < 0 , y < 0 thì phơng trình kh«ng cã nghÜa
(*) Víi x > 0 , y > 0
Ta cã <i>x</i> <i>x</i> <i>y</i><b> </b> <i>x</i> <i>x</i><i>y</i>2
<b> </b> <i>x</i> <i>y</i>2 <i>x</i>0
<b> </b>Đặt <i>x k</i> (k nguyên dơng vì x nguyên dơng )
Ta cã <i>k k</i>.( 1)<i>y</i>2
Nhng
2
2 <sub>1</sub> <sub>1</sub>
<i>k</i> <i>k k</i> <i>k</i>
Mµ giữa k và k+1 là hai số nguyên dơng liên tiếp không tồn tại một số nguyên dơng
nào cả
Nên không có cặp số nguyên dơng nào thoả mÃn phơng trình .
Vậy phơng trình cã nghiƯm duy nhÊt lµ :
0
0
<i>x</i>
<i>y</i>