Câu hỏi:

19/08/2025 3,586 Lưu

Cho x, y, z là các số thực dương thỏa mãn x + y + z = xyz. Chứng minh \(\frac{{1 + \sqrt {1 + {x^2}} }}{x} + \frac{{1 + \sqrt {1 + {y^2}} }}{y} + \frac{{1 + \sqrt {1 + {z^2}} }}{z} \le xyz\).

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Lời giải

Áp dụng bất đăng thức Cauchy, ta có \(\left\{ \begin{array}{l}2xy \le {x^2} + {y^2}\\2yz \le {y^2} + {z^2}\\2zx \le {z^2} + {x^2}\end{array} \right.\)

2(xy + yz + zx) ≤ 2(x2 + y2 + z2)

xy + yz + zx ≤ x2 + y2 + z2

3(xy + yz + zx) ≤ x2 + y2 + z2 + 2(xy + yz + zx)

3(xy + yz + zx) ≤ (x + y + z)2

\( \Leftrightarrow xy + yz + zx \le \frac{{{{\left( {x + y + z} \right)}^2}}}{3}\).

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy, ta có \(\frac{{4 + \left( {1 + {x^2}} \right)}}{2} \ge \sqrt {4\left( {1 + {x^2}} \right)} \)

Ta có \(\frac{{1 + \sqrt {1 + {x^2}} }}{x} = \frac{{2 + \sqrt {4\left( {1 + {x^2}} \right)} }}{{2x}} \le \frac{{2 + \frac{{4 + \left( {1 + {x^2}} \right)}}{2}}}{{2x}} = \frac{{4 + 4 + \left( {1 + {x^2}} \right)}}{{4x}} = \frac{{9 + {x^2}}}{{4x}}\).

Chứng minh tương tự, ta có \(\frac{{1 + \sqrt {1 + {y^2}} }}{y} \le \frac{{9 + {y^2}}}{{4y}}\)\(\frac{{1 + \sqrt {1 + {z^2}} }}{z} \le \frac{{9 + {z^2}}}{{4z}}\).

Khi đó \(\frac{{1 + \sqrt {1 + {x^2}} }}{x} + \frac{{1 + \sqrt {1 + {y^2}} }}{y} + \frac{{1 + \sqrt {1 + {z^2}} }}{z} \le \frac{{9 + {x^2}}}{{4x}} + \frac{{9 + {y^2}}}{{4y}} + \frac{{9 + {z^2}}}{{4z}}\)

\[ = \frac{{yz\left( {9 + {x^2}} \right) + xz\left( {9 + {y^2}} \right) + xy\left( {9 + {z^2}} \right)}}{{4xyz}}\]

\[ = \frac{{9\left( {xy + yz + zx} \right) + xyz\left( {x + y + z} \right)}}{{4xyz}}\]

\( \le \frac{{9.\frac{{{{\left( {x + y + z} \right)}^2}}}{3} + {{\left( {xyz} \right)}^2}}}{{4xyz}}\)

\( = \frac{{3{{\left( {xyz} \right)}^2} + {{\left( {xyz} \right)}^2}}}{{4xyz}} = \frac{{4{{\left( {xyz} \right)}^2}}}{{4xyz}} = xyz\).

Dấu “=” xảy ra \( \Leftrightarrow x = y = z = \sqrt 3 \).

Vậy ta có điều phải chứng minh.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Lời giải

Media VietJack

a) Gọi N là trung điểm AC.

Do H là điểm đối xứng của B qua G.

Suy ra G là trung điểm của BH.

Do đó \(GH = BG = \frac{2}{3}BN = 2GN\) (do G là trọng tâm tam giác ABC).

Vì vậy N là trung điểm GH (do 4 điểm B, G, N, H thẳng hàng).

Suy ra GN = NH.

Ta có \(\overrightarrow {AH} = \overrightarrow {AN} + \overrightarrow {NH} = \overrightarrow {AN} + \overrightarrow {GN} \)

\( = \overrightarrow {AN} + \frac{1}{3}\overrightarrow {BN} = \overrightarrow {AN} + \frac{1}{3}\left( {\overrightarrow {BA} + \overrightarrow {AN} } \right)\)

\[ = \frac{4}{3}\overrightarrow {AN} - \frac{1}{3}\overrightarrow {AB} = \frac{4}{3}\left( {\frac{1}{2}\overrightarrow {AC} } \right) - \frac{1}{3}\overrightarrow {AB} \]

\[ = \frac{2}{3}\overrightarrow {AC} - \frac{1}{3}\overrightarrow {AB} \].

Ta có \(\overrightarrow {CH} = \overrightarrow {CN} + \overrightarrow {NH} = \overrightarrow {CN} + \overrightarrow {GN} \)

\( = \overrightarrow {CN} + \frac{1}{3}\overrightarrow {BN} = \overrightarrow {CN} + \frac{1}{3}\left( {\overrightarrow {BA} + \overrightarrow {AN} } \right)\)

\[ = \overrightarrow {CN} - \frac{1}{3}\overrightarrow {AB} + \frac{1}{3}\overrightarrow {AN} = - \frac{1}{2}\overrightarrow {AC} - \frac{1}{3}\overrightarrow {AB} + \frac{1}{3}.\frac{1}{2}\overrightarrow {AC} \]

\( = - \frac{1}{3}\overrightarrow {AB} - \frac{1}{3}\overrightarrow {AC} \).

Vậy ta có điều phải chứng minh.

b) \(\overrightarrow {MH} = \overrightarrow {MB} + \overrightarrow {BH} = \frac{1}{2}\overrightarrow {CB} + \overrightarrow {BA} + \overrightarrow {AH} \)

\( = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {AB} } \right) - \overrightarrow {AB} + \frac{2}{3}\overrightarrow {AC} - \frac{1}{3}\overrightarrow {AB} \)

\( = - \frac{5}{6}\overrightarrow {AB} + \frac{1}{6}\overrightarrow {AC} \).

Vậy ta có điều phải chứng minh.

Lời giải

Lời giải

Media VietJack

a) Ta có \(VT = \overrightarrow {AM} + \overrightarrow {BN} + \overrightarrow {CP} \) (do M, N, P lần lượt là trung điểm của BC, CA, AB).

\( = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {AC} } \right) + \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {BA} + \overrightarrow {BC} } \right) + \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {CB} } \right)\)

\( = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {AB} + \overrightarrow {BA} } \right) + \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {CB} + \overrightarrow {BC} } \right) + \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {CA} + \overrightarrow {AC} } \right)\)

\( = \frac{1}{2}.\vec 0 + \frac{1}{2}.\vec 0 + \frac{1}{2}.\vec 0 = \vec 0 = VP\).

Vậy ta có điều phải chứng minh.

b) Ta có \(VT = \overrightarrow {OA} + \overrightarrow {OB} + \overrightarrow {OC} = \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {OA} + \overrightarrow {OB} } \right) + \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {OA} + \overrightarrow {OC} } \right) + \frac{1}{2}\left( {\overrightarrow {OB} + \overrightarrow {OC} } \right)\)

\( = \frac{1}{2}.2\overrightarrow {OP} + \frac{1}{2}.2\overrightarrow {ON} + \frac{1}{2}.2\overrightarrow {OM} \)

\( = \overrightarrow {OP} + \overrightarrow {ON} + \overrightarrow {OM} = VP\).

Vậy ta có điều phải chứng minh.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP