Bất đẳng thức -lời giải hay tiếp theo (21-40)

Vậy ta có điều phải chứng minh 30.

Tiếp theo ( 21 – 40)

21 Cho x, y, z là các số dương Chứng minh 1 x 1 y 1 z 2 2(x y z3 )

Hướng dẫn:

Ta có

3

Ta có

xyz xyz xyz

22 Cho ba số dương x ,y, z Chứng minh x3 y3 z3 x y z

Hướng dẫn:

Ta có

x3 y z 3x

y3  3

z x y

zx

z3  3

x y z

xy

Cộng 3 bất đẳng thức

23.Cho ba số dương a, b, c Chứng minh a2b2c2 2(ab ac )

Hướng dẫn:

a b c a    a   ab ac

24.Cho ba số dương a, b, c thỏa a + b + c = 3 Chứng minh 2 2 2 32

Hướng dẫn:

b

25 Chứng minh rằng :

a)

2 2

2

2







 



b a b

b)

2 2

2 2

3







  





b c a b c a

Hướng dẫn:

a) Ta xét hiệu

2 2

2

2







 



b a b

=  

4

2 4

2a2 b2 a2 abb2





4









4



 b a

Vậy

2 2

2

2







 



b a b a

Dấu bằng xảy ra khi a=b

b) Ta xét hiệu

2 2

2

2

3







  





b c a b c

a

9











 b b c c a

a

Vậy

2 2

2 2

3







  





b c a b c

a

Dấu bằng xảy ra khi a = b =c

26 Chứng minh m,n,p,q ta đều có

m2 + n2 + p2+ q2+1 m(n+p+q+1)

Hướng dẫn:

0 1 4

4 4

4

2 2 2

2 2

2 2









































































0 1 2 2

2 2

2 2

2 2

































































Dấu bằng xảy ra khi







































0 1 2

0 2

0 2

0 2

m

q m

p m

n m





























2 2 2 2

m

m q

m p

m n















 1

2

q p n m

27 Cho a, b, c, d,e là các số thực,

Chứng minh rằng

a) a b ab

4

2 2

b)a2 b2  1 abab

c)a2b2 c2d2 e2 abcde

Hướng dẫn:

a) a b ab

4

2 2

4a2 b2 4ab











 a a b





Vậya b ab

4

2

b) a2 b2  1 abab

 2 (a2 b2  1  2 (abab)































Vậy a2 b2  1 abab

Dấu bằng xảy ra khi a=b=1

c) a2 b2 c2 d2 e2 abcde

 4 a2 b2 c2 d2 e2  4abcde























a

 a 2b2a 2c2 a 2d2 a 2c2  0

Bất đẳng thức đúng vậy ta có điều phải chứng minh

28 Chứng minh rằng: a10 b10a2 b2 a8 b8a4 b4

Hướng dẫn:

a10 b10a2 b2 a8 b8a4 b4  a12 a10b2 a2b10 b12 a12 a8b4 a4b8 b12

 a8b2a2  b2a2b8b2  a2 0

 a2b2(a2-b2)(a6-b6) 0  a2b2(a2-b2)2(a4+ a2b2+b4)  0

Bất đẳng thứccuối đúng vậy ta có điều phải chứng minh

29 Cho x.y =1 và x.y = 1 Chứng minh x2 y2 2 2

Hướng dẫn:

y

x

y

x



 2

2

2 2 vì :x y nên x- y  0  x2+y2 2 2( x-y)

 x2+y2- 2 2 x+2 2y 0 x2+y2+2- 2 2 x+2 2y -2 0

 x2+y2+( 2)2- 2 2 x+2 2y -2xy 0 vì x.y=1 nên 2.x.y=2

 (x-y- 2)2  0 Điều này luôn luôn đúng Vậy ta có điều phải chứng minh

30 Cho a, b ,c là các số không âm chứng minh rằng

(a+b)(b+c)(c+a)8abc

Hướng dẫn:

Cách 1:Dùng bất đẳng thức phụ: x y2 4xy





Tacó ab2  4ab; bc2  4bc ; ca2  4ac

 a  b2 b  c2 c  a2 64a2b2c2 8abc2

 (a+b)(b+c)(c+a)8abc

Dấu “=” xảy ra khi a = b = c

31 Cho a>b>c>0 và a2 b2 c2 1 Chứng minh rằng:

3 3 3 1

2

b c a c a b     

Hướng dẫn:

Do a,b,c đối xứng ,giả sử abc 























b a

c c a

b c b

a a b c

2 2 2

áp dụng BĐT Trê- b-sép ta có



































c c a

b c b

a c b a b a

c c c a

b b c

b

a

3

.

2 2 2 2

2 2

=

2

3 3

1

=

2 1

Vậy

2

1 3 3 3











c c a

b c

b

3 1

32 Cho a,b,c,d>0 và abcd =1 Chứng minh rằng:

2 2 2 2



















b c d a b c b c d d c a a

Hướng dẫn:

Ta có a2 b2  2ab

c2 d2 2cd





Do abcd =1 nên cd =

ab

1

(dùng

2

1 1





x















ab ab cd

ab c

b

Mặt khác: abcbcddca

=(ab+cd)+(ac+bd)+(bc+ad)













































bc

bc ac

ac ab ab



















b c d a b c b c d d c a

a

33 Cho 4 số a,b,c,d bất kỳ chứng minh rằng:

(ac) 2  (bd) 2  a2 b2  c2 d2

Hướng dẫn:

Dùng bất đẳng thức Bunhiacopski

tacó ac+bd a2 b2 c2 d2

mà ac2 bd2 a2 b2  2acbdc2 d2

a2 b2 2 a2 b2 c2 d2 c2 d2



 (ac) 2  (bd) 2  a2 b2  c2 d2

34 Cho 0 <a,b,c <1 Chứng minh rằng:

2a3  2b3  2c3  3 a2bb2cc2a

Hướng dẫn:

Do a < 1  2 1



Ta có 1 2.1  0





 1+a2 b2 > a2 + b

mà 0< a,b <1  a2 > a3, b2 > b3

Từ (1) và (2)  1+a2 b2> a3+b3

Vậy a3+b3 < 1+a2 b2

Tơng tự b3+c3  1 b2c

c 3+a3 1 c2a

Cộng các bất đẳng thức ta có :

2a3  2b3  2c3  3 a2bb2cc2a

35 Cho a,b,c,d > 0 Chứng minh rằng

























b a d

d a d c

c d c b

b c b

a

a

Hướng dẫn:

Theo tính chất của tỉ lệ thức ta có

d c b a

d a c b a

a c

b

a

a





















Mặt khác :

d c b a

a c

b a

a











Từ (1) và (2) ta có

d c b a

a





c b a

a



 <

d c b a

d a









(3) Tơng tự ta có

d c b a

a b d

c b

b d

c b

a

b





















d c b a

c b a d c

c d c b

a

c





















d c b a

c d b a d

d d c b

a

d





















cộng vế với vế của (3); (4); (5); (6) ta có

2

điều phải chứng minh

36 Cho

b

a

<

d

c

và b,d > 0 Chứng minh rằng

b

a

<

d

c d b

cd ab







2 2

Hướng dẫn:

Từ

b

a

<

d

c

2

2 d

cd b

ab



 

d

c d

cd d b

cd ab b

ab









 2 2 2

2

Vậy

b

a

<

d

c d b

cd ab







2

37 Với mọi số tự nhiên n >1 chứng minh rằng

4

3 1

2

1 1

1 2

1

















n n n

n

Hướng dẫn:

Ta có

n n n k

1 1 1







Do đó:

2

1 2 2

1

2

1 2

1

2

1 1

1



















n n n

n n

n

38 Chứng minh rằng:

1 2 1 1

3

1 2

1

n ( Với n là số nguyên dương) Hướng dẫn:

k k k

k     2 1

1

2 2

2 1

Khi cho k chạy từ 1 đến n ta có

1 > 2 2  1

2

1





…,n-1…,n-1…,n-1…,n-1…,n-1…,n-1

n 2 1

1

Cộng từng vế các bất đẳng thức trên ta có

3

1 2

1

n

39 Cho a;b;clà số đo ba cạnh của tam giác chứng minh rằng

a, a2+b2+c2< 2(ab+bc+ac)

b, abc>(a+b-c).(b+c-a).(c+a-b)

Hướng dẫn:

a)Vì a,b,c là số đo 3 cạnh của một tam giác nên ta có



























b a c

c a b

c b a

0

0

0

























) (

) (

) ( 2 2 2

b a c c

c a b b

c b a a

Cộng từng vế các bất đẳng thức trên ta có

a2+b2+c2< 2(ab+bc+ac)

b) Ta có a > b-c   a2 a2  (b c) 2> 0

b > a-c   b2 b2  (c a) 2> 0







c a b c

Nhân vế các bất đẳng thức ta đợc

abc

b a c a c b c b a c b a

b a c a c b c b a c b a

















































.

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2 2

40 Cho a,b,c > 0 và a+b+c <1

Chứng minh rằng

2

1 2

1 2

1

2 2









 bc b ac c ab

Hướng dẫn:

Đặt x = a2 2bc













y z a b c

(1)  111 9

z y

x Với x+y+z < 1 và x ,y,z > 0

Theo bất đẳng thức Côsi ta có

xyz3.3 xyz







z y x

1 1 1

3 .3 1

xyz

  . 1 1 1 9



















z y x z y x

Mà x+y+z < 1

Vậy 111  9

z y