P = x⁵ + y⁵ + z⁵ = 5xyz/2 (Cm như Heiji ở trên)
x + y + z = 0 <=> (x + y + z)² = 0 <=> x² + y² + z² + 2(xy + yz + zx) = 0
<=> xy + yz + zx = -½
<=> xy + z(x + y) = -½
<=> xy = z² - ½
Với mọi x,y ta luôn có bđt quen thuộc sau: xy ≤ (x + y)²/4
hay xy ≤ z²/4 (vì x + y = - z)
nên z² - ½ ≤ z²/4 <=> z² ≤ 2/3
hay - 2/√6 ≤ z ≤ 2/√6
Lúc này viết:
P = 5z.(z² - ½)/2 = 5/4 . (2z³ - z)
Xét hàm ƒ(z) = 2z³ - z với - 2/√6 ≤ z ≤ 2/√6
ƒ'(z) = 6z² - 1
ƒ'(z) = 0 <=> z = ± 1/√6
Lập bảng biến thiên rồi tính 4 gt
ƒ(-2/√6) = -2/(3√6)
ƒ(2/√6) = 2/(3√6)
ƒ(-1/√6) = 2(/3√6)
ƒ(1/√6) = -2/(3√6)
Từ đây ta có được:
ƒmax = 2/(3√6) đạt được tại z = 2/√6 hoặc z = -1/√6
→ z = 2/√6: xy = z² - ½ = 1/6 và x + y = - z = - 2/√6
Giải ra được x = y = - 1/√6
→ z = - 1/√6: xy = - 1/3; x + y = 1/√6
Giải ra được (x,y) = (2/√6; - 1/√6) hoặc (- 1/√6; 2/√6)
Tóm lại ƒmax đạt được khi (x,y,z) là một hoán vị của (2/√6; -1/√6; -1/√6)
Khi đó P max = 5/2 . 2/√6 . (-1/√6) . (-1/√6) = 5/(6√6)