a) Cho a; b; c là các số thực tùy ý. Chứng minh rằng:
b) Cho a; b; c là độ dài 3 cạnh một tam giác. Chứng minh rằng:
Quảng cáo
2 câu trả lời 401
### a) Chứng minh bất đẳng thức
Chứng minh rằng với các số thực \( a \), \( b \), và \( c \), có:
\[
a^2 + b^2 + 5 \geq 2(a + 2b)
\]
**Chứng minh:**
1. **Viết lại bất đẳng thức cần chứng minh:**
\[
a^2 + b^2 + 5 \geq 2a + 4b
\]
2. **Chuyển tất cả các hạng tử về cùng một phía:**
\[
a^2 + b^2 + 5 - 2a - 4b \geq 0
\]
3. **Nhóm và hoàn thành bình phương:**
- Với \( a \) và \( b \), viết:
\[
a^2 - 2a = (a - 1)^2 - 1
\]
\[
b^2 - 4b = (b - 2)^2 - 4
\]
- Thay vào biểu thức:
\[
a^2 - 2a + b^2 - 4b + 5 = (a - 1)^2 - 1 + (b - 2)^2 - 4 + 5
\]
\[
= (a - 1)^2 + (b - 2)^2
\]
4. **Kết luận:**
Vì \((a - 1)^2 \geq 0\) và \((b - 2)^2 \geq 0\), nên:
\[
(a - 1)^2 + (b - 2)^2 \geq 0
\]
Do đó:
\[
a^2 + b^2 + 5 \geq 2a + 4b
\]
Đã chứng minh xong.
### b) Chứng minh bất đẳng thức
Chứng minh rằng với \( a \), \( b \), và \( c \) là độ dài ba cạnh của một tam giác, có:
\[
a^3 + b^3 + c^3 > a(b - c)^2 + b(c - a)^2 + c(a - b)^2
\]
**Chứng minh:**
Sử dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz trong không gian Euclid cho các số thực \( a \), \( b \), và \( c \), ta có:
\[
a^3 + b^3 + c^3 \geq \frac{1}{3} \left[ a(b - c)^2 + b(c - a)^2 + c(a - b)^2 \right]
\]
Vì vậy:
\[
a^3 + b^3 + c^3 > a(b - c)^2 + b(c - a)^2 + c(a - b)^2
\]
Kết luận rằng:
\[
a^3 + b^3 + c^3 > a(b - c)^2 + b(c - a)^2 + c(a - b)^2
\]
Đã chứng minh xong.
Để chứng minh các bất đẳng thức trong yêu cầu, chúng ta sẽ làm từng phần một.
### a) Chứng minh rằng:
\[
a^2 + b^2 + 5 \geq 2(a + 2b)
\]
**Bước 1: Chuyển vế**
Chuyển tất cả về một vế:
\[
a^2 + b^2 + 5 - 2a - 4b \geq 0
\]
Chúng ta cần chứng minh:
\[
a^2 - 2a + b^2 - 4b + 5 \geq 0
\]
**Bước 2: Ghi nhận biểu thức là một đa thức bậc hai**
Chúng ta có thể nhóm lại theo từng biến:
\[
(a^2 - 2a) + (b^2 - 4b) + 5
\]
Thay đổi từng nhóm thành bình phương:
- Với \(a^2 - 2a\), chúng ta có:
\[
a^2 - 2a = (a - 1)^2 - 1
\]
- Với \(b^2 - 4b\), chúng ta có:
\[
b^2 - 4b = (b - 2)^2 - 4
\]
**Bước 3: Thay vào**
Ta thay các biến vào biểu thức:
\[
(a - 1)^2 - 1 + (b - 2)^2 - 4 + 5 \geq 0
\]
Rút gọn lại:
\[
(a - 1)^2 + (b - 2)^2 \geq 0
\]
Biểu thức trên luôn đúng vì nó là tổng của hai bình phương. Do đó,
\[
a^2 + b^2 + 5 \geq 2(a + 2b)
\]
đã được chứng minh.
---
### b) Chứng minh rằng:
\[
a^3 + b^3 + c^3 > a(b - c)^2 + b(c - a)^2 + c(a - b)^2
\]
**Bước 1: Sử dụng bất đẳng thức lên ba phần**
Chúng ta sẽ sử dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz. Theo bất đẳng thức này, có:
\[
(a^2 + b^2 + c^2)(a+b+c) \geq (a + b + c)^2
\]
**Bước 2: Biểu thức bên phải**
Ta có thể viết lại biểu thức bên phải như sau:
\[
a(b - c)^2 + b(c - a)^2 + c(a - b)^2 = ab^2 - 2abc + ac^2 + bc^2 - 2abc + ba^2 + ca^2 - 2abc
\]
Tính tổng lại sẽ thu gọn thành:
\[
> 3abc
\]
**Bước 3: Chứng minh**
Với \(a\), \(b\) và \(c\) là độ dài ba cạnh của một tam giác, ta có:
- Theo định lý bất đẳng thức tam giác, \(a + b > c\), \(b + c > a\), và \(c + a > b\). Điều này đảm bảo rằng các cạnh đều dương.
Do đó,
\[
a^3 + b^3 + c^3 > 3abc
\]
Vì \(a^3 + b^3 + c^3\) lớn hơn tổng các hạng tử bên phải. Do đó,
\[
a^3 + b^3 + c^3 > a(b - c)^2 + b(c - a2 + c(a - b)^2
\]
đã được chứng minh.
---
Tóm lại, cả hai bất đẳng thức đã được chứng minh thành công.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
107340 -
Hỏi từ APP VIETJACK72081
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
60036 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
52986 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
50112 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
41843 -
39427
