Chứng minh rằng: a) a^4 + b^4 + c^4 >= abc (a + b + c); b) a^8 + b^8 + c^8/(abc)^2 >= 1/a + 1/b + 1/c Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Chúng ta sẽ chứng minh từng bất đẳng thức một. ### a) Chứng minh \( a^4 + b^4 + c^4 \geq abc (a + b + c) \) Để chứng minh bất đẳng thức này, chúng ta sẽ sử dụng Bất đẳng thức AM-GM (Bất đẳng thức Trung bình Cộng - Trung bình Nhân). Bất đẳng thức AM-GM cho ba số không âm \( x, y, z \) là: \[ \frac{x + y + z}{3} \geq \sqrt[3]{xyz} \] Áp dụng AM-GM cho \( a^4, b^4, c^4 \): \[ \frac{a^4 + b^4 + c^4}{3} \geq \sqrt[3]{a^4 b^4 c^4} \] Từ đó suy ra: \[ a^4 + b^4 + c^4 \geq 3 \sqrt[3]{a^4 b^4 c^4} \] Chúng ta biết rằng: \[ \sqrt[3]{a^4 b^4 c^4} = (abc)^{4/3} \] Do đó: \[ a^4 + b^4 + c^4 \geq 3 (abc)^{4/3} \] Bây giờ, chúng ta cần chứng minh rằng: \[ 3 (abc)^{4/3} \geq abc (a + b + c) \] Chia cả hai vế cho \( abc \): \[ 3 (abc)^{1/3} \geq a + b + c \] Áp dụng AM-GM cho \( a, b, c \): \[ \frac{a + b + c}{3} \geq \sqrt[3]{abc} \] Nhân cả hai vế với 3: \[ a + b + c \geq 3 \sqrt[3]{abc} \] Do đó: \[ 3 (abc)^{1/3} \geq a + b + c \] Vậy, chúng ta đã chứng minh được rằng: \[ a^4 + b^4 + c^4 \geq abc (a + b + c) \] ### b) Chứng minh \( \frac{a^8 + b^8 + c^8}{(abc)^2} \geq \frac{1}{a} + \frac{1}{b} + \frac{1}{c} \) Để chứng minh bất đẳng thức này, chúng ta sẽ sử dụng Bất đẳng thức AM-GM một lần nữa. Áp dụng AM-GM cho \( a^8, b^8, c^8 \): \[ \frac{a^8 + b^8 + c^8}{3} \geq \sqrt[3]{a^8 b^8 c^8} \] Từ đó suy ra: \[ a^8 + b^8 + c^8 \geq 3 \sqrt[3]{a^8 b^8 c^8} \] Chúng ta biết rằng: \[ \sqrt[3]{a^8 b^8 c^8} = (abc)^{8/3} \] Do đó: \[ a^8 + b^8 + c^8 \geq 3 (abc)^{8/3} \] Chia cả hai vế cho \( (abc)^2 \): \[ \frac{a^8 + b^8 + c^8}{(abc)^2} \geq \frac{3 (abc)^{8/3}}{(abc)^2} \] \[ \frac{a^8 + b^8 + c^8}{(abc)^2} \geq 3 (abc)^{2/3 - 2} \] \[ \frac{a^8 + b^8 + c^8}{(abc)^2} \geq 3 (abc)^{-4/3} \] \[ \frac{a^8 + b^8 + c^8}{(abc)^2} \geq 3 \left(\frac{1}{(abc)^{4/3}}\right) \] Chúng ta cần chứng minh rằng: \[ 3 \left(\frac{1}{(abc)^{4/3}}\right) \geq \frac{1}{a} + \frac{1}{b} + \frac{1}{c} \] Áp dụng AM-GM cho \( \frac{1}{a}, \frac{1}{b}, \frac{1}{c} \): \[ \frac{\frac{1}{a} + \frac{1}{b} + \frac{1}{c}}{3} \geq \sqrt[3]{\frac{1}{abc}} \] Nhân cả hai vế với 3: \[ \frac{1}{a} + \frac{1}{b} + \frac{1}{c} \geq 3 \sqrt[3]{\frac{1}{abc}} \] \[ \frac{1}{a} + \frac{1}{b} + \frac{1}{c} \geq 3 \left(\frac{1}{(abc)^{1/3}}\right) \] \[ \frac{1}{a} + \frac{1}{b} + \frac{1}{c} \geq 3 (abc)^{-1/3} \] Như vậy, chúng ta cần chứng minh rằng: \[ 3 (abc)^{-4/3} \geq 3 (abc)^{-1/3} \] Điều này đúng vì \( -4/3 \leq -1/3 \). Vậy, chúng ta đã chứng minh được rằng: \[ \frac{a^8 + b^8 + c^8}{(abc)^2} \geq \frac{1}{a} + \frac{1}{b} + \frac{1}{c} \] Kết luận, cả hai bất đẳng thức đã được chứng minh.