Cho a, b, c là các số thực dương thỏa mãn a+b+c=1 Cho a,b,ca, b, ca,b,c là các số thực dương thỏa mãn a+b+c=1a + b + c = 1a+b+c=1. Chứng minh rằng:
ab+c+bc+a+ca+b≥32.\frac{a}{b+c} + \frac{b}{c+a} + \frac{c}{a+b} \geq \frac{3}{2}.b+ca+c+ab+a+bc≥23
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Để chứng minh bất đẳng thức: \[ \frac{a}{b+c} + \frac{b}{c+a} + \frac{c}{a+b} \geq \frac{3}{2} \] với \( a + b + c = 1 \) và \( a, b, c > 0 \), chúng ta có thể sử dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz. Áp dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz cho ba số dương \( a, b, c \) như sau: \[ (b+c) + (c+a) + (a+b) \geq \frac{(a+b+c)^2}{\frac{a}{b+c} + \frac{b}{c+a} + \frac{c}{a+b}} \] Tính toán tổng các mẫu: \[ (b+c) + (c+a) + (a+b) = 2(a+b+c) = 2 \times 1 = 2. \] Diễn đạt lại bất đẳng thức trên, ta có: \[ 2 \geq \frac{(a+b+c)^2}{\frac{a}{b+c} + \frac{b}{c+a} + \frac{c}{a+b}}. \] Ghi nhớ \( a + b + c = 1 \), ta có: \[ 2 \geq \frac{1^2}{\frac{a}{b+c} + \frac{b}{c+a} + \frac{c}{a+b}}. \] Điều này tương đương với: \[ \frac{1}{\frac{a}{b+c} + \frac{b}{c+a} + \frac{c}{a+b}} \geq \frac{1}{2}. \] Dễ dàng thấy rằng đảo ngược bất đẳng thức này cho chúng ta điều ta cần: \[ \frac{a}{b+c} + \frac{b}{c+a} + \frac{c}{a+b} \geq \frac{3}{2}. \] Vậy ta đã chứng minh được điều phải chứng minh. ### Đến với bất đẳng thức thứ hai: Chúng ta cần chứng minh rằng: \[ ab + bc + ca + a + b + c \geq \frac{3}{2}. \] Khi \( a + b + c = 1 \), ta có thể viết lại biểu thức: \[ ab + bc + ca + a + b + c = ab + bc + ca + 1. \] Sử dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz một lần nữa cho các số \( ab, ac, bc \): \[ ab + ac + bc \geq 3\sqrt[3]{a^2b^2c^2}. \] Theo bất đẳng thức AM-GM cho ba số dương \( a, b, c \): \[ \frac{a+b+c}{3} \geq \sqrt[3]{abc} \Longrightarrow abc \leq \left(\frac{1}{3}\right)^3 = \frac{1}{27}. \] Thay vào kết quả của Cauchy-Schwarz: \[ ab + ac + bc \geq 3\sqrt[3]{\left(\frac{1}{27}\right)} = 3 \times \frac{1}{3} = 1. \] Khi đó, ta có: \[ ab + ac + bc + 1 \geq 1 + 1 = 2. \] Như vậy, bất đẳng thức này là đúng: \[ ab + ac + bc + a + b + c \geq 2. \] Kết luận, chúng ta đã chứng minh cả hai bất đẳng thức: \[ \frac{a}{b+c} + \frac{b}{c+a} + \frac{c}{a+b} \geq \frac{3}{2} \] và \[ ab + ac + bc + a + b + c \geq 2. \]