Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (722.36 KB, 14 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
- Trang 1-
<b>I. </b> <b>Bất đẳng thức Cauchy: </b>
<b>Cho 2 số a, b không âm: </b>
a + b 2 ab hay a2 + b2 2ab.
Dấu „=‟ xảy ra khi a = b.
<b>Cho 3 số a, b, c không âm: </b>
a + b + c 33
abc .
Dấu „=‟ xảy ra khi a = b = c
<b>Tổng quát: Cho n số x1, x2, x3, …, xn</b>
<b>khơng âm: (trung bình cộng lớn hơn hoặc bằng </b>
<b>trung bình nhân) </b>
1 2 3 n n
1 2 3 n
x x x ... x
x x x ...x
n
<i>Dấu bằng xảy ra khi x</i>1 = x2 = x3 = …= xn
<b>Bài tập cơ bản: Cho các số a, b, c dương. Cm: </b>
<b>1.</b> a2 + b2 + c2 1
3(a + b + c)
2 <sub></sub>
ab + ac + bc.
<b>2.</b>
a b
<sub></sub> <sub></sub>
<b>3.</b>
a b c
<sub></sub> <sub></sub>
<b>TỔNG QUÁT: Với n số n số x</b>1, x2, x3, …, xn
khơng âm. Ta có bất đẳng thức Cauchy hệ quả:
1 2 3 n
1 2 3 n
1 1 1 1
x x x ... x ... n
x x x x
<sub></sub> <sub></sub>
Chuyển theo vế ta sẽ được bđt thường dùng:
2
1 2 3 n 1 2 3 n
1 1 1 1 n
...
x x x x x x x ... x
<b>1.</b> <b>Phương pháp tọa độ điểm rơi: (cơ bản) </b>
Phương pháp: Đi tìm dấu bằng của bất đẳng thức
xảy ra khi nào? Sau đó dùng phương pháp tách biến
để sử dụng bất đẳng thức Cauchy.
<b>Ví dụ:(xem kĩ VD để nắm rõ phương pháp) </b>
Cho a,b > 0 và a + b = 5. Cm:
<b>a. </b>1 1 4
a b 5 <b>b. </b>
1 4 9
a b 5 <b>c. </b>
9 4
5
a b
<b>a. Dấu bằng xảy ra khi a = b = </b>5
2<b> và đẳng thức </b>
<b>có dạng giống với hệ quả Cauchy. </b>
Áp dụng bđt Cauchy sao cho dấu bằng xảy ra:
a b 2 ab (1)
1 1
a b 4
1 1 1 <sub>a</sub> <sub>b</sub>
2 (2)
a b ab
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Mà a b 5 1 1 4
a b 5
∎
Nhận xét: Ta sử dụng bđt Cauhy ở 2 vế (1) và
(2) mà vẫn đảm bảo a = b
<b>b.</b> <b>Dấu bằng xảy ra khi b = 2a hay a = </b>b
2<b>và </b>
<b>đẳng thức có dạng giống hệ quả Cauchy. </b>
Áp dụng bđt Cauchy sao cho dấu bằng xảy ra:
a b b 3 ab2(1)
2 2 4
( a = b
2)
1 2 2 3 4<sub>2</sub>(2)
a b b ab (vẫn đảm bảo a =
b
2)
b b 1 2 2
a 9
2 2 a b b
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Mà a b a b b 5
2 2
1 4 9
a b 5
∎
Nhận xét: Ta sử dụng bđt Cauhy ở 2 vế (1) và
(2) mà vẫn đảm bảo a = b
2 bằng việc tách
b b
a b a
2 2
1 4 1 2 2
a b a b b
<b>Cách giải sai lầm: </b>
a b 2 ab (dấu bằng xảy ra khi a = b) (1)
1 4 4 1
- Trang 2-
a b 8
a b a b 5
<sub></sub> <sub></sub>
Rõ ràng là tại (1) và (2) đã xảy ra mâu thuẫn nên cách
chứng minh này sai.
<b>c. Dấu bằng xảy ra khi 2a = 3b = 6 </b>
Áp dụng bđt Cauchy sao cho dấu bằng xảy ra:
3 2
3 2
3 2
3 2
a a a b b a b
5 (1)
3 3 3 2 2 3 2
3 3 3 2 2 3 2
5 (2)
a a a b b a b
a a a b b 9 4
25
3 3 3 2 2 a b
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Mà a a a b b 5 9 4 5
3 3 3 2 2 a b ∎
Nhận xét: Ta sử dụng bđt Cauhy ở 2 vế (1) và
(2) mà vẫn đảm bảo a b
32 bằng việc tách:
a a a b b
a b
3 3 3 2 2
9 4 3 3 3 2 2
a b a a a b b
<b>Bài toán 1: (đề thi đại học khối A năm 2003) </b>
Cho 3 số x, y, z dương sao cho: x + y + z ≤ 1. Cm:
2 2 2
2 2 2
1 1 1
x y z 82
x y z
<b>Dấu bằng xảy ra khi</b>x y z 1
<b>. Ta có: </b>
2 2 <sub>82</sub>
2 2 2 81 160
1 1 1 1
x x ... 82
x 81x 81x 81 x
(Cauchy 82 số) tách 1<sub>2</sub>
x thành 81 số 2
1
81x để dấu bằng
xảy ra được đảm bảo. Một cách tương tự:
2 2 <sub>82</sub>
82
2 81 160 2 81 160
1 1 1 1
y 82 ; z 82
y 81 y z 81 z
Vậy:
82 82 82
81 160 81 160 81 160
1 1 1
P 82 82 82
81 x 81 y 81 z
164 164 164
81 160 81 160 81 160
1 1 1
82
81 x 81 y 81 y
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
492
3.81 160 160 160
1
82 3.
81 x y z
<sub></sub> <sub></sub>
Mà: <sub>1</sub> <sub>x</sub> <sub>y z</sub> <sub>3 xyz</sub>3 1 <sub>3</sub>3
xyz
(Cauchy 3 số)
(vẫn đảm bảo x y z 1
3
)
Suy ra:
492 <sub>243</sub> <sub>160</sub> <sub>160 160</sub> 492 <sub>160</sub>
243
3.160
492
243
1 1
82 3. 82 3.
81 x y z <sub>81</sub> <sub>xyz</sub>
3
82 3.
81
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
480 492 480
492 492
4.243 4.243
3 3 3
82 3. 82 82
3 3
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>Vậy: </b> 2 2 2
2 2 2
1 1 1
x y z 82
x y z
∎
<b>Bài toán 2: (đề thi đại học khối A năm 2005) </b>
Cho x, y, z là các số dương thỏa: 1 1 1 4
x y z . Cm:
1 1 1
1
2x y zx2y z x y 2z
<b>Dấu bằng xảy ra: </b>x y z 3
4
<b>. Áp dụng bất đẳng </b>
thức tương tự như VD:
x x y z
<sub></sub> <sub></sub>
1 1 1 1 16
(1)
x x y z 2x y z
x y y z
<sub></sub> <sub></sub>
1 1 1 1 16
(2)
x y y z x 2y z
- Trang 3-
x y z z
<sub></sub> <sub></sub>
1 1 1 1 16
(3)
x y z z x y 2z
Cộng theo vế các bất đằng thức (1)(2)(3) ta được:
16 16 16 1 1 1
4
2x y z x 2y z x y 2z x y z
4.4 16
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Đơn giản 2 vế cho 16 ta được điều phải chứng minh∎
<b>Bài tập tương tự: </b>
<b>1.</b> Cho a ≥ 6. Tìm Min của <sub>S a</sub>2 18
a
<b>2.</b> Cho 0 < a ≤ 1
2. Tìm Min của 2
1
S 2a
a
<b>3.</b> Cho a, b 0
a b 1
. Tìm Min của S ab ab1
<b>4.</b> Cho a,b,c 0
a b c 1
. Tìm Min của
1
abc
<b>5.</b> Cho a, b > 0. Tìm Min của: S a b ab
a b
ab
<b>6.</b> Cho
a, b,c 0
3
a b c
2
. Tìm Min của:
1 1 1
S a b c
a b c
<b>7.</b> Cho
a, b,c 0
3
a b c
2
. Tìm Min của
2 2 2 1 1 1
S a b c
a b c
2a 2b 2c 2d
S 1 1 1 1
3b 3c 3d 3a
<b>9.</b> Cho
2 2 2
1 1 1 2 2 2
81
a b c ab bc ac
<b>10.</b>Cho a,b,c 0
a b c 1
Chứng minh rằng:
2 2 2
a b c 1 1 1
S 28
b c a a b c
<b>2.</b> <b>Phương pháp đặt ẩn phụ: </b>
Phương pháp: Bằng cách thay các ẩn ban đầu
bẳng các ẩn phụ, đưa bài toán ban đầu về bài tốn
mới có cách giải dễ dàng.
<b>Ví dụ: (Bất đẳng thức Jensen) </b>
Cho a, b, c dương. Chứng minh rằng:
a b c 3
b c acab 2
Đặt u a b v b c t a c
u t v u v t v t u
a b c
2 2 2
Thế vào VT của bất phương trình ta được:
u t v u v t v t u
2v 2t 2u
1 u t u v v t
1 1 1
2 v v t t u u
<sub></sub> <sub></sub>
1 u t u v v t
3
2 v v t t u u
<sub></sub> <sub></sub>
6
1 u t u v v t 3
6 . . . 3
2 v v t t u u 2
<sub></sub> <sub></sub>
∎
<b>Bài toán 1: (đề thi đại học khối A năm 2007) </b>
Cho x, y, z là các số thực dương thay đổi và thỏa
mãn điều kiện xyz = 1. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu
thức:
2 2 2
x y z y z x z x y
P
y y 2z z z z 2x x x x 2y y
Nhận xét: Biểu thức P ở dạng đối xứng với x,
y, z mà xyz = 1 nên ta có khả năng dự đoán Min P = 2
khi x = y = z = 1. Vậy ta giải quyết bài toán P <i><b> 2. </b></i>
- Trang 4-
2 2
2 2
2 2
x y z x .2 yz 2x x
y y 2z z y y 2z z y y 2z z
y z x y .2 zx 2y y
z z 2x x z z 2x x z z 2x x
z x y z .2 xy 2z z
x x 2y y x x 2y y x x 2y y
Để bài tốn gọn hơn ta có thể đặt:
ax x; by y; cz z
Theo giả thiết đề bài thì a.b.c = 1
Khi đó: P 2a 2b 2c
b 2c c 2a a 2b
Tới đây ta có thể giải bài tốn bằng cách đặt
u = b + 2c; v = c + 2a; t = a + 2b ∎
<b>Bài tập tương tự: </b>
<b>1.</b> Cho ∆ABC. Chứng minh rằng
2 2 2
a b c
a b c
b c a c a ba b c
<b>2.</b> Cho ∆ ABC. CMR :
2 2 2
1 1 1 p
(p a) (p b) (p c) (p a)(p b)(p c)
<b>3.</b> <b>Phương pháp Cauchy tích thành tổng: </b>
Phương pháp: Biến đổi bất đẳng thức cần chứng
minh về các bất đẳng thức đơn giản, sử dụng
Cauchy ngược dấu có kết hợp tọa độ điểm rơi và
chọn lựa chính xác các cặp số cần Cauchy.
<b>Ví dụ: Chứng minh rằng: </b>
ab cd ac b d a, b, c, d0<b>(1) </b>
<b>(1)</b>
1 a b 1 c b
VT
2 a c b c 2 a c b d
1 a c b d 1
1 1 1
2 a c b c 2
∎
<b>Bài toán 1: Chứng minh rằng: </b>
a b 1 b a 1 ab a,b 1
Bài này chúng ta hồn tồn có thể chia cả 2 vế
cho ab sau đó áp dụng phương pháp như VD trên, tuy
<b>phương pháp nhân thêm hằng số. </b>
Ta có :
= .
= .
b -1 +1 <sub>ab</sub>
a b -1 a b -1 1 a =
2
a -1 +1 ab
b a -1 b a -1 1 b. =
2
2
2
<sub></sub>
a
2 2
∎
Dấu “ = ” xảy ra b 1 1 b 2
a 1 1 a 2
<sub></sub>
Nhận xét: Ta thấy việc nhân thêm hằng số 1
vào biểu thức khơng hồn tồn tự nhiên, tại sao lại
nhân thêm 1 mà không phải là 2. Thực chất của vấn đề
là chúng ta đã chọn điểm rơi của BĐT.
<b>Bài toán 2: </b>
Cho a,b,c 0
a b c 1
Tìm giá trị lớn nhất:
S a b b c c a
Do vai trò của a, b, c trong các biểu thức là như
nhau do đó điểm rơi của BĐT sẽ là a b c 1
3
. Từ
đó ta dự đoán Max S = 6 . a + b = b + c = c + a =
2
3 hằng số cần nhân thêm là
2
3.
.
2
a b
3 2 3 <sub>3</sub>
a b a b .
2 3 2 2
.
2
b c
3 2 3 <sub>3</sub>
b c b c .
2 3 2 2
.
2
c a
3 2 3 <sub>3</sub>
c a c a .
2 3 2 2
- Trang 5-
a b b c c a
.
2
2 a b c 3.
3 <sub>3</sub> 3
.2 6
2 2 2
∎
<b>Cách giải sai lầm: </b>
2
2
2
a b 1
a b a b .1
b c 1
b c b c .1
c a 1
c a c a .1
<sub></sub>
a b b c c a 2 a b c
2 2
<b>Dấu bằng xảy ra: a + b = b + c = c + a = 1 </b> a + b +
c = 2 trái với giả thiết.
Nhận xét: Việc sử dụng tọa độ điểm rơi rất
quan trọng trong việc giải các bài toán Cauchy.
<b>Bài tập tương tự: </b>
<b>1.</b> Cho a3; b4;c2 Tìm:
Max S ab c 2 bc a 3 ca b 4
2 2
<b>2.</b> Cho x, y, z >0. Tìm
Min f(x, y, z) =
6
xy z
<b>3.</b> Chứng minh: n 1
n 1 (1) 1 n N
n
<b>4.</b> Cho a,b,c,d 0
a b c d 1
Tìm Max
a b c b c d c d a d a b
<b>5.</b> Cho a,b,c,d 0
a b c d 1
Tìm Max
3 3 3 3
S 2a b 2b c 2c d 2d a
<b>6.</b> Cho a2; b6;c 12 . Tìm Min:
3 4
bc a 2 ca b 6 ab c 12
abc
<b>4.</b> <b>Phương pháp Cauchy ngược dấu: </b>
Phương pháp: Phân tích các số hạng trong bất
đẳng thức thằng hiệu của 2 số bị trừ và số trừ. Áp
dụng Cauchy cho mẫu của số trừ.
<b>Ví dụ: Các số dương a, b, c thoả mãn: </b>a b c 3.
Chứng minh bất đẳng thức:
2 2 2
a b c 3
1 b 1 c 1 a 2.
Nhận xét: Ta không thể dùng trực tiếp bất đẳng
thức Cauchy với mẫu số vì bất đẳng thức sau đó sẽ đổi
chiều.
2 2 2
a b c a b c 3
1 b 1 c 1 a 2b2c2a 2
Tuy nhiên, rất may mắn ta lại có thể dùng bất đẳng
thức đó theo cách khác:
2 2 2
a 1 b b
a ab ab ab
a a a
1 b 1 b 1 b 2b 2
Ta đã sử dụng bất đẳng thức Cauchy: 2
1 b 2bở
dưới mẫu nhưng lại có được một bất đẳng thức thuận
chiều.
Tương tự:
Tương tự: b <sub>2</sub> b bc
1 c 2 và 2
c ca
c
1 a 2
Cộng vế theo vế cả bất đẳng thức ta được:
2 2 2
a b c ab bc ca
a b c
1 b 1 c 1 a 2
ab bc ca 3
3
2 2
Vì
<b>Bài tập tương tự: </b>
<b>1.</b> Chứng minh rằng với mọi số dương a, b, c thoả
mãn: a b c 3. Chứng minh:
2 2 2
1 1 1 3
1 a 1 b 1 c 2.
- Trang 6-
2 2 2
1 a 1 b 1 c
3
1 b 1 c 1 a
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
.
<b>3.</b> Chứng minh rằng với a, b, c, d là các số thực
dương thoả mãn: a b c d 4. Ta có :
2 2 2 2
1 1 1 1
2
1 a 1 b 1 c 1 d
<b>4.</b> Chứng minh rằng với a, b, c, d là các số thực
dương thoả mãn: a b c d 4. Ta có:
2 2 2 2
a b c d
2
1 b 1 c 1 d 1 a
<b>5.</b> Chứng minh rằng với a, b, c, d là các số thực
dương thoả mãn: a b c d 4ta có :
2 2 2 2
1 a 1 b 1 c 1 d
4
1 b 1 c 1 d 1 a
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>6.</b> Chứng minh rằng với a, b, c, d là các số thực
dương thoả mãn: a b c d 4 ta có:
2 2 2 2
a b c d
2
1 b c 1 c a 1 d a 1 a b
<b>7.</b> Chứng minh rằng với a, b, c, d là các số thực
dương ta ln có:
3 3 3 3
2 2 2 2 2 2 2 2
a b c d a b c d
a b b c c d d a 2
<b>8.</b> Chứng minh rằng với a, b, c, d là các số thực
dương ta luôn có:
4 4 4 4
3 3 3 3 3 3 3 3
a b c d a b c d
a 2b b 2c c 2d d 2a 3
<b>9.</b> Cho a, b, c0 thoả mãn: a b c 3. CM:
2 2 2
3 3 3
a b c
1
a2b b 2c c 2a
<b>10.</b>Cho x, y, x > 0 thoả mãn xy yz zx 1.
Tìm giá trị nhỏ nhất của:
2 2 2
x y z
T
x y y z z x
<b>5.</b> <b>Phương pháp tách ghép hạ bậc: </b>
Phương pháp: Áp dụng bất đẳng thức Cauchy
với đẳng thức cùng bậc sao cho đẳng thức kết quả có
bậc nhỏ hơn đẳng thức đã cho.
<b>Lưu ý: Dấu bằng bất đẳng thức vẫn phải ln </b>
đảm bảo.
<b>Ví dụ: Cho a, b, c dương. Chứng minh rằng: </b>
2 2 2
a b c a b c
b c c a a b 2
Nhận xét:
2
a
b c ,
2
b
c a ,
2
c
abcó bậc của tử lớn
hơn bậc của mẫu là 1. Dấu bằng xảy ra khi a = b = c.
Sử dụng Cauchy theo phương pháp trên:
a2 b c a
b c 4
b2 c a b
c a 4
b2 c a b
c a 4
Cộng theo vế ta được:
2 2 2
a b c a b c a b c
a b c
b c c a a b 2 2
∎
<b>Bài toán 1: Cho a,b dương, a + b =1. CM: </b>
2 2
a b 1
a 1 b 1 3
<b>Dấu bằng xảy ra khi </b>a b 1
2
. Áp dụng như trên:
2
2
a a 1 2
a
a 1 9 3
b b 1 2
b
b 1 9 3
<sub></sub> <sub></sub>
2 2 <sub>a</sub> <sub>b</sub>
a b 2 2
a b
a 1 b 1 3 9 9
5 2 1
a b
9 9 3
- Trang 7-
<b>Bài toán 2: Cho a,b,c dương và a + b + c = 3. Tìm </b>
min:
3 3 3
a b c
P
1 b 1 c 1 c 1 a 1 a 1 b
<b>Dự đoán P min bằng </b>3
4 khi a = b = c = 1. Áp dụng
Cauchy như trên:
3 <sub>1 b</sub> <sub>1 c</sub>
a 3a
1 b 1 c 8 8 4
3 <sub>1 c</sub> <sub>1 a</sub>
b 3b
1 c 1 a 8 8 4
3 <sub>1 a</sub> <sub>1 b</sub>
c 3c
1 a 1 b 8 8 4
Suy ra:
3 3 3
a b c
1 b 1 c 1 c 1 a 1 a 1 b
3 a b c 6 2(a b c)
4 8
3.3 6 2.3 3
4 8 4
∎
<b>II. </b> <b>Bất đẳng thức Bunhiacopxki:(B.C.S) </b>
<b>Cho 2 cặp số: </b>
1 1 2 2
a .b a .b (a<sub>1</sub>2a )(b2<sub>2</sub> <sub>1</sub>2b )2<sub>2</sub>
Dấu „=‟ xảy ra khi 1 2
1 2
a a
b b
(Nếu bỏ dấu thì cần thêm điều kiện 0)
<b>Cho 3 cặp số: </b>
1 1 2 2 3 3
a .b a .b a b (a<sub>1</sub>2a<sub>2</sub>2a )(b<sub>3</sub>2 <sub>1</sub>2b2<sub>2</sub>b )2<sub>3</sub>
Dấu „=‟ xảy ra khi 1 2 3
1 2 3
a
a a
b b b
(Nếu bỏ dấu thì cần thêm điều kiện 0)
<b>Cho n cặp số: </b>
2 2 2 2
1 1 n n 1 n 1 n
a .b .... a b (a ... a )(b ... b )
Dấu „=‟ xảy ra khi 1 2 n
1 2 n
a a a
...
b b b
(Nếu bỏ dấu thì cần thêm điều kiện 0)
<b>Hệ quả: Cho các số không âm: </b>
2 2 2
1 2 n
1 2 n
1 2 n 1 2 n
a a ... a
a a a
...
b b b b b ... b
<b>Dấu “=” xảy ra khi </b> 1 2 n
1 2 n
a a a
...
b b b
<b>1.</b> <b>Phương pháp tọa độ điểm rơi: </b>
Phương pháp: Đi tìm dấu bằng của bất đẳng thức
xảy ra khi nào? Sau đó dùng phương pháp tách biến
để sử dụng bất đẳng thức B.C.S.
<b>Ví dụ: Cho a + b = 2. Chứng minh: </b>
a4 + b4 2
Ta có: 2 a b 1 1 a
- Trang 8-
<b>Bài toán 1: (đề thi đại học khối A năm 2003) </b>
Cho 3 số x, y, z dương sao cho: x + y + z ≤ 1. Cm:
2 2 2
2 2 2
1 1 1
x y z 82
x y z
<b>Dấu bằng của bài toán xảy ra khi x = y = z = 1/3. </b>
Ta sẽ làm mất dấu căn ở từng số hạng bằng cách sử
dụng B.C.S như sau:
Ta có: (x2 1<sub>2</sub>)(m2 n )2 mx n
x x
<b>Dấu bằng của B.C.S xảy ra khi </b>m x2 1
n 9<b>. </b>
<b>Vậy ta có thể chọn m = 1 và n = 9. </b>
2 2 2
2
1 9
(x )(1 9 ) x
x x
2
2
1 9
82 (x ) x
x x
2
2
1 1 9
(x ) x
x 82 x
<sub></sub> <sub></sub>
Biểu thức hoán vị theo x, y, z nên tương tự ta có:
2
2
1 1 9
(y ) y
y 82 y
<sub></sub> <sub></sub>
2
2
1 1 9
(z ) z
z 82 z
<sub></sub> <sub></sub>
Cộng theo vế ta được: P 1 x y z 9 9 9
x y z
82
<sub></sub> <sub></sub>
<b>(1) </b>
Áp dụng hệ quả của B.C.S cho 3 số 9 9 9
x y z
1 9 9 9
P x y z
x y z
82
<sub></sub> <sub></sub>
1 81
x y z
x y z
82
<sub></sub> <sub></sub>
(dấu bằng vẫn đảm bảo)
Ta tiếp tục áp dụng Cauchy có sử dụng dấu bằng xảy
ra (hoặc có thể dùng khảo sát hàm):
81 1 80
x y z x y z
x y z x y z x y z
80
2
x y z
82 ( do x + y + z ≤ 1) (2)
Từ (1) và(2) ta có điều phải chứng minh.∎
<b>Bài tập tương tự: </b>
<b>1.</b> Cho 2 2 2
a b c 1. Chứng minh rằng:
a 3b 5c 35.
<b>2.</b> Cho x2y2 1. Chứng minh rằng:
x 1 y y 1 x 2 2 .
<b>3.</b> Cho 36x216y2 9. Chứng minh rằng:
5
y 2x
4
<b>4.</b> Cho a a 1
. Chứng
minh rằng: a b c 4.
<b>5.</b> với mọi a, b, c, d thoả mãn điều kiện
2 2 2 2
a b c d 1. Chứng minh:
x axb x cxd 2x 1
<b>6.</b> Cho a, b, c: a b c 1. Chứng minh:
a b b c c a 6
<b>7.</b> Chứng minh:
1 2 n 1 2 n
1 2 n
a a a
b b ... b ... a a ... a
b b b
<sub></sub> <sub></sub>
<b>2.</b> <b>Phương pháp hệ quả B.C.S: </b>
Phương pháp: Gộp từng mẫu trong mỗi phân số
thành một mẫu chung. Chú ý đến khả năng nhân
chia thêm biến số cho tử để có thể áp dụng.
<b>Ví dụ: Chứng minh rằng: </b>
2 2 2
a b c a b c
a, b, c 0
b c c a a b 2
<b>. </b>
Áp dụng hệ quả ta được:
2
2 2 2
a b c
a b c a b c
b c c a a b 2 a b c 2
- Trang 9-
<b>Bài toán 1: Chứng minh rằng: </b>
a b c 3
a, b, c 0
b c c a ab 2 <b>. </b>
Ta có: a b c 3
b c c a ab 2
2 2 2
a b c 3
ab ac bc ba ca cb 2
Áp dụng hệ quả ta được:
2
2 2 2 <sub>a</sub> <sub>b c</sub>
a b c
ab ac bc ba ca cb 2 ab bc ca
Mà:
2 2 2
a b c 3
ab ac bc ba cacb2. Suy ra đpcm∎
<b>Bài toán 2: Chứng minh rằng: </b>
3 3 3 2 2 2
a b c a b c
a, b, c 0
b c c a a b 2
<b>. </b>
Ta có:
3 3 3 2 2 2
a b c a b c
b c c a a b 2
4 4 4
a b c 3
ab ac bc ba ca cb 2
Áp dụng hệ quả ta được:
2
2 2 2
4 4 4 <sub>a</sub> <sub>b</sub> <sub>c</sub>
a b c
ab ac bc ba ca cb 2 ab bc ca
Mà: a2b2 c2 ab bc ca
Do đó:
2 2 2
4 4 4 <sub>a</sub> <sub>b</sub> <sub>c</sub> <sub>ab bc ca</sub>
a b c
ab ac bc ba ca cb 2 ab bc ca
2 2 2
a b c
2
∎
<b>Bài tập tương tự: </b>
<b>1.</b> Giả sử x, y, z 1:1 1 1 2
x y z
. Chứng minh:
x y z x 1 y 1 z 1 .
<b>2.</b> Với a, b, c là các số thực dương. Tìm Min:
3a 4b 5c
P
b c c a a b
<b>3.</b> Chứng minh rằng nếu a, b, c0 : abc 1 thì
1 1 1
1
2 a 2 b 2 c .
<b>4.</b> Với mọi số dương a, b, c dương ta có:
2 2 2
a b c
1
a 8bc b 8ac c 8ab
.
<b>III. </b> <b>Bất đẳng thức vectơ: </b>
Sử dụng quy tắc ba điểm và bất đẳng thức trong
tam giác, chú ý trường hợp bất đẳng thức trở thành
đẳng thức.
Các bất đẳng thức:
cùng hướng
a1 a2 ... an a1 a2 ... an
. Đẳng
thức xảy ra khi
Trong Oxyz : a(a , a ;a ); b<sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>3</sub> (b , b ; b )<sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>3</sub>
<b>1.</b> <b>Phương pháp: </b>
Lựa chọn loại bất đẳng thức
Tách các số hạng trong các bất đẳng thức đã
cho sao cho đưa được tọa độ vectơ.
- Trang 10-
<b>Ví dụ: Chứng minh rằng: </b>
2 2 2 2 2 2
x xyy x xz z y yz z (1) <b>. </b>
Ta có
2 2 2 2
1 3 1 3
VT(1) = (x y) ( y) (x z) ( z)
2 2 2 2
Xét hai vectơ:
1 3 1 3
u x y; y ; v x z; z
2 2 2 2
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
Khi đó ta có 2 2 2 2
| u | x xyy ;| v | x xz z
2 2
1 1 3 3
u v y z; y z ;| u v | y yz z
2 2 2 2
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
Mà theo BĐT (1) ta có
2 2 2 2
| u | | v | | u v | x xyy x xz z
2 2
y yz z
∎
<b>Bài toán 1: Cho các số thực dương a, b, c thoả mãn </b>
ab + bc + ca = abc. Chứng minh rằng:
2 2 2 2 2 2
a 2b b 2c c 2a
3
ab bc ca
(1)
Ta có:
(1) 1<sub>2</sub> 2<sub>2</sub> 1<sub>2</sub> 2<sub>2</sub> 1<sub>2</sub> 2<sub>2</sub> 3
b a c b a c
Xét ba véctơ u 1; 2 ; v 1; 2 ; w 1; 2
b a c b a c
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
Khi đó:
2 2 2 2 2 2
a 2b b 2c c 2a
| u | ;| v | ;| w |
ab bc ca
1 1 1 2 2 2
u v w ;
a b c a b c
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
2
1 1 1
| u v w | 3 3
a b c
<sub></sub> <sub></sub>
Vì ab bc ca abc 1 1 1 1
a b c
Mà theo BĐT (1) ta có | u | | v | | w | | u v w |
2 2 2 2 2 2
a 2b b 2c c 2a
3
ab bc ca
∎
Vì ba véctơ đều khác véctơ 0 nên dấu “=” xảy ra
u v w a b c
mà ab + bc + ca =abc
suy ra a = b = c =3.
<b>Bài tập tương tự: </b>
<b>1.</b> Chứng minh rằng a, b, c, d ta có
2 2 2 2 2 2
(ac) (b d) a b c d
<b>2.</b> Chứng minh rằng x, y ta có
2 2
(x y)(1 xy) 1
(1 x )(1 y ) 2
<b>3.</b> Chứng minh rằng a, b, c, x, y, z ta có
<b>a) </b>| axby cz | a2b2c . x2 2y2z2
<b>b) </b>
2 2 2 2 2 2
2 2 2
a b c x y z
(a x) (b y) (c z)
<b>c) </b> a2 a 1 a2 3a 1 2
<b>4.</b> Chứng minh rằng x, y, z0, x y z 1 ta có
2 2 2
2 2 2
1 1 1
x y z 82
y z x
<b>5.</b> Cho ba số thực x, y, z đôi một khác nhau.
Chứng minh rằng
2 2 2 2 2 2
| x y | | y z | | z x |
1 x 1 y 1 y 1 z 1 z 1 x
<sub></sub> <sub></sub>
<b>6.</b> Chứng minh rằng với mọi số thực a, b ta ln có
<b>a) </b> 2 2 2 2
a b 2a2b 37 a b 6a 6b 18 5
<b>b) </b> a2 4 a22ab2 1 b26b 10 5
<b>7.</b> Chứng minh rằng a, b, c ta có
2 2 2 2 2
2 2 2
a 2a 5 a 2ab b 1 b 2bc c 1
c 2cd d 1 d 10d 26 6 2
<b>8.</b> Chứng minh rằng a, b, c , abc 1 ta có
2 2 2 2 2 2
bc ca ab 3
- Trang 11-
c(a c) c(b c) ab
<b>10.</b>Chứng minh rằng a, b, c ta có
<b>a) </b>a2 b2c2 abc(a b c)
<b>b) </b> 2 2 2
a b c ab bc ca
<b>IV. </b> <b>Dùng điều kiện có nghiệm của hệ phương </b>
<b>trình tìm Min – Max: </b>
<b>Bài toán: </b>
Cho các số thực x, y thỏa mãn điều kiện
G(x, y)0 (hoặc G(x, y)0;G(x, y)0). Tìm giá
trị lớn nhất giá trị nhỏ nhất (nếu có) của P F(x, y)
<b>Cách giải: </b>
Gọi T là một giá trị của P. Khi đó: m là một giá
trị của T khi và chỉ khi hệ sau có nghiệm (x, y):
G(x, y) 0
F(x, y) m
<sub></sub>
( hoặc
G(x, y) 0
F(x, y) m
<sub></sub>
;
G(x, y) 0
F(x, y) m
<sub></sub>
Sau đó tìm tất cả các giá trị của m để hệ trên có
nghiệm. Từ đó suy ra giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ
nhất của P.
<b>Lưu ý: Các phương pháp giải hệ phương </b>
trình, hệ bất phương trình
<b>Ví dụ: Cho hai số thực x , y thoả mãn điều kiện: </b>
3 3 <sub>3</sub> <sub>3</sub> <sub>3</sub>
x x 1 y yy xy
Tìm GTNN, GTLN của 3 <sub>3</sub> <sub>3</sub>
F x y xy
Gọi T là miền giá trị của F . Ta có m ∈ T ∈⇔ hệ sau
có nghiệm
3 3 3 3 3
3 3 3
x x 1 y y y xy
x y xy m
<sub> </sub> <sub></sub> <sub></sub>
3 <sub>3</sub>
3
S x y
P xy
Điều kiện:
2
S 4P(điều kiện có
nghiệm bậc hai của phương trình X2SX P 0)
Hệ trên
2 2
S S 3P 0 S 2S 3m(1)
S P m P S m
<sub></sub> <sub></sub>
Ta có:
2
2 2 4 S S 2
S 4P S S 4S 0
3
0 S 4
Hệ phương trình có nghiệm f (S)3mcó
nghiệm0 S 4.
Vì hàm bậc hai f (S)S2 2S đồng biến trên
0 S 4nên f (0)S22Sf (4) 0 3m24
0 m 8
Vậy Min F 0; Max F 8
<b>Bài tập tương tự: </b>
<b>1.</b> Cho các số thực x, y thoả mãn: x2xyy2 3.
Tìm GTLN , GTNN của biểu thức
2 2
Qx xy 2y <b>. </b>
<b>--- </b>
<b>MỘT SỐ ĐỀ THI ĐẠI HỌC </b>
<b>1.</b> <b>(ĐH 2001) Ba số dương </b>a, b, c thỏa mãn
1 1 1
3
a b c . CM: (1 a)(1 b)(1 c) 8
<b>2.</b> <b>(ĐH 2001) Giả sử x và y là hai số dương và </b>
x y 1. Tìm GTNN của P x y
1 x 1 y
<b>3.</b> <b>(DB A-02) Gọi x, y, z là khoảng cách từ điểm </b>
M thuộc miền trong của tam giác ABC có 3 góc nhọn
đến các cạnh BC, CA, AB. Chứng minh rằng:
2 2 2
a b c
x y z
2R
; a, b, c là cạnh tam
giác, R là bán kính đường trịn ngoại tiếp. Dấu “=” xảy
ra khi nào?
<b>4.</b> <b>(DB A-02) Giả sử x, y là hai số dương thay đổi </b>
thoả mãn điều kiện x y 5
4
. Tìm giá trị nhỏ nhất của
x 4y
<b>5.</b> <b>(DB A-02) Giả sử a, b, c, d là bốn số nguyên </b>
thay đổi thoả mãn 1 a b c d 50. Chứng minh
bất đẳng thức
2
a c b b 50
b d 50
và tìm giá trị nhỏ
nhất của biểu thức S a c
- Trang 12-
<b>6.</b> <b>(DB A-02) Cho tam giác ABC có diện tích </b>
bằng 3
2. Gọi a, b, c lần lượt là độ dài các cạnh BC,
CA, AB và h , h , h tương ứng là độ dài đường cao <sub>a</sub> <sub>b</sub> <sub>c</sub>
kẻ từ các đỉnh A, B, C của tam giác. Chứng minh rằng:
a b c
1 1 1 1 1 1
3
a b c h h h
<sub> </sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<b>7.</b> <b>(A-03) Cho x, y, z là ba số dương và </b>
x y z 1. Chứng minh rằng:
2 2 2
2 2 2
1 1 1
x y z 82
x y z
<b>8.</b> <b>(DBA-03) Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ </b>
nhất của hàm số ysin x5 3 cos x
<b>9.</b> <b>(DBA-03) Tính các góc của tam giác ABC biết </b>
4p p a bc
A B C 2 3 3
sin sin sin
2 2 2 8
<sub></sub>
trong đó BC = a, CA = b, AB = c, p a b c
<b>10.( B-03) Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất </b>
của hàm số y x 4 x 2
<b>11.(DB B-03) Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ </b>
nhất của hàm số yx64 1 x
<b>12.(DB B-03) Chứng minh rằng: </b>
2
x x
e cos x 2 x , x
2
<b>13.(D-03) Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất </b>
của hàm số
2
x 1
y
x 1
trên đoạn [-1; 2].
<b>14.(DB D-03) Tính các góc A, B, C của tam giác </b>
ABC để biểu thức Qsin A sin B sin C2 2 2 đạt Min
<b>15.(A-04) Cho tam giác ABC không tù, thoả mãn </b>
điều kiện: cos 2A 2 2 cos B 2 2 cosC 3 . Tính ba
góc của tam giác ABC.
<b>16.(B-04) Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất </b>
của hàm số
2
ln x
y
x
trên đoạn [1; e ]. 3
<b>(A-05) Cho x, y, z là các số dương thoả mãn </b>
1 1 1
4
x y z . Chứng minh rằng:
1 1 1
1
2x y zx2y z x y 2z
<b>17.( B-05) Chứng minh rằng với mọi </b>x ta có:
x x x
x x x
12 15 20
3 4 5
5 4 3
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
. Khi nào đẳng
thức xảy ra?
<b>18.(D-05) Cho các số x, y, z thoả mãn xyz =1. </b>
3 3 3 3 3 3
1 x y 1 y z 1 z x
3 3
xy yz zx
. Khi
nào đẳng thức xảy ra?
<b>19.(DB-05) Chứng minh rằng với mọi </b>x, y 0 thì
2
y 9
(1 x) 1 1 256
x y
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<b>20.(DB-05) Cho </b>x, y, z thỏa mãn x y z 0.
Chứng minh 3 4 x 3 4 y 3 4 z 6
<b>21.(DB-05) Cho </b>a, b, c là ba số dương thỏa mãn
3
a b c
4
. Chứng minh rằng:
3 3 3
a 3b b 3c c 3a 3
<b>22.(DB-05) Cho x, y, z là ba số dương thỏa mãn </b>
xyz 1 . Chứng minh rằng
2 2 2
x y z 3
1 y 1 z 1 x 2
<b>23.(A-06) Cho hai số thực x, y khác 0 thay đổi </b>
thoả mãn điều kiện :
x y
.
<b>24.(B-06) Cho x, y là các số thực thay đổi. Tìm </b>
giá trị nhỏ nhất của biểu thức
B x 1 y x 1 y y 2.
<b>25.(DB-06) Chứng minh rằng nếu 0</b> y x 1
thì x y y x 1
4
- Trang 13-
1 1 1
1 1 1 64
x y z
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>27.(A-07) Cho x, y, z là các số thực dương thay </b>
đổi và thoả mãn điều kiện xyz =1.Tìm giá trị nhỏ nhất
của biểu thức:
2 2 2
x y z y z x z x y
P
y y 2z z z z 2x x x x 2y y
<b>28.(B-07) Cho x, y, z là ba số dương thay đổi. Tìm </b>
giá trị nhỏ nhất của biểu thức
x 1 y 1 z 1
P x y z
2 yz 2 zx 2 xy
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>29.(D-07) Cho </b>a b 0. Chư<sub>́ ng minh rằng : </sub>
b a
a b
a b
1 1
2 2
2 2
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>30.</b>(B-08) Cho hai số thực x, y thay đổi và thoả
mãn hệ thức x2 + y2 = 1.Tìm giá trị lớn nhất và giá trị
nhỏ nhất của biểu thức
2
2
2(x 6xy)
P
1 2xy 2y
<b>31.(D-08) Cho x, y là hai số thực khơng âm thay </b>
đổi. Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu
thức P (x y)(1 xy)<sub>2</sub> <sub>2</sub>
(1 x) (1 y)
<b>32.(A-09) Chứng minh rằng với mọi số thực </b>
dương x, y, z thoả mãn x x
xy xz 3 xy xz y z 5 y z
<b>33.(B-09) Cho các số thực x,y thay đổi thoả mãn </b>
xy 4xy2.Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
A3 x y x y 2 x y 1
<b>34.(D-09) Cho các số thực không âm x, y thay đổi </b>
và thoả mãn x + y = 1. Tìm giá trị lớn nhất và giá trị
nhỏ nhất của biểu thức:
S 4x 3y 4y 3x 25xy
<b>35.</b>Cho hai số thực x, y thay đổi và thoả mãn hệ
thức x2 + y2 = 2. Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ
nhất của biểu thức P2 x
<b>36.</b>Cho x > y > 0 là các số thực thay đổi. Tìm giá
trị nhỏ nhất của biểu thức:
P x
xy x y
<b>37.</b>Cho x là số thực dương thay đổi. Tìm giá trị
nhỏ nhất của hàm số y x x2 1
x
<b>38.</b>Cho x0; y0 là các số thực thay đổi. Tìm
GTNN của biểu thức
4 4 2 2
4 4 2 2
x y x y x y
Q
y x y x y x
<b>39.</b>Xác định các số thực a, b sao hàm số
2
ax b
y
x 1
có giá trị lớn nhất bằng 4 và giá trị nhỏ
nhất bằng -1.
<b>40.</b>Cho tam giác ABC vng tại A. Tìm giá trị
nhỏ nhất của:
4 4 4
a b c
S
abc a b c
<b>41.</b>Cho tam giác ABC có chu vi bằng 3. Chứng
minh rằng:
3 3 3
a b c c a b b c a
1
3c 3b 3a
<b>42.</b>Cho a, b, c la<sub>̀ các số dương thoả mãn</sub>
ab bc ca abc. Chư<sub>́ ng minh rằng : </sub>
4 4 4 4 4 4
3 3 3 3 3 3
a b b c c a
1
ab a b bc b c ca c a
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>43.</b>Cho a, b, c la<sub>̀ đô ̣ dài ba ca ̣nh tam giác. Tìm giá </sub>
trị nhỏ nhất của biểu thức:
2a 2b 2c
P
2b 2c a 2c 2a b 2a 2b c
<b>44.</b>Cho a, b, c la<sub>̀ các số dương thoả mãn</sub>
a b c 3.Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức :
2 2 2 2 2 2
P a ab b b bc c c caa
<b>45.</b>Cho các số thực x, y, z thoả mãn : x + y + z =6.
Chứng minh rằng : x y z x 1 y 1 z 1
8 8 8 4 4 4
<b>46.</b>Xét các số thực dương thỏa mãn a + b +c =1.
Tìm GTNN của biểu thức
2 2 2
1 1 1 1
P
a b c ab bc ca
<b>47.</b>Giả sử a,b,c >0 thỏa mãn a 2b 3c 1
1 a 1 b 1 c .
Chứng minh rằng : 2 3
6
1
ab c
5
<b>48.</b>Cho a,b,c là các số không âm thỏa
2 2 2
- Trang 14-
2 2 2 2 2 2
a b c 3 3
b c c a a b 2
<b>49.</b>Cho x, y, z > 0 và x+ y + z = 1. Tìm giá trị lớn
nhất của biểu thức:
Q 1 x 1 y 1 z
x y z
M
x 1 y 1 z 1
<b>50.</b>Cho x, y > 0 .Chứng minh rằng:
2
3
2 2
4xy 1
8
x x 4y
<b>51.</b>Cho các số thực dương x, y, z thoả mãn:
a + b + c =3. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thứ c:
2 2 2
a b c
P
1 b c 1 c a 1 a b
<b>52.</b>Cho các số thực x,y, z thoả mãn:
2 2 2
x y z 1.Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức :
2 2 2
T x 1 yz y 1 zx z 1 xy .
<b>53.</b>Cho các số thực dương x, y, z thoả mãn:
x y z 1. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức :
3 3 3
2 2 2
x y z
P
x yz y zx z xy
<b>54.</b>Cho tam giác ABC. Tìm giá trị nhỏ nhất của
2 2
2
sys
A B
1 tan 1 tan
2 2
P
C
1 tan
2
<sub></sub> <sub></sub>
<b>55.</b> Cho x 0;
2
<sub></sub>
. CM:
2x
cos x
sin x
<b>56.</b> Cho x, y, z > 0 và x + y + z = xyz. CM
2 2 2
1 1 1 3
2
1 x 1 y 1 z
.
<b>57.</b>Cho x, y, z không âm và 1 1 1 2
1 x 1 y 1 z
Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức : P xyz .
<b>58.</b>Cho 3 số thực x, y, z thỏa x3; y4 ; z2.
Chứng minh
xy z 2 yz x 3 zx y 4 2 3 2 2 6
xyz 4 6
<sub></sub>
<b>59.</b>Cho f (x)
<b>60.</b>Tìm GTNN của các hàm số sau:
3
f (x) x
x
với x > 0
1
f (x) x
x 1
với x > 1
<b>61.</b>Cho 0 x 4; 0 y 3. Tìm GTLN của
A 3 y 4 x 2y 3x
<b>62.</b>Chứng minh các bất đẳng thức sau với giả thiết
a, b, c0:
<b>a.</b>
5 5 5
3 3 3
2 2 2
a b c
a b c
b c a
<b>b.</b>
5 5 5
3 3 3
a b c
a b c
bccaab
<b>c.</b>
5 5 5 3 3 3
3 3 3
a b c a b c
b c a b c a
<b>d.</b>
4 4 4
2 2 2
a b c
a b c
bc ca ab
<b>e.</b>
3 3 3
2 2 2
a b c 1
(a b c )
a2bb 2c c 2a 3
<b>f.</b>
3 3 3
2 2 2
a b c 1
(a b c)
(b c) (c a) (ab) 4
<b>63.</b>Cho x, y, z là các số dương. Chứng minh rằng
4 4 4
3 3 3
x y z 1
(x y z )
y z zxxy 2
<b>64. Cho a, b là hai số thực thoả mãn 0 < a < b < 1. </b>
Chứng minh rằng: a ln b b ln a2 2 ln a ln b .
<b>65. Cho a, b, c là các số thực dương thoả mãn</b>
1 1 2
a c b. Chứng minh rằng:
a b c b
4
2a b 2c b
<sub></sub> <sub></sub>