Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
\(\frac{a}{b-c}=-\frac{b}{c-a}-\frac{c}{a-b}=-\frac{b\left(a-b\right)+c\left(c-a\right)}{\left(c-a\right)\left(a-b\right)}\Rightarrow\frac{a}{\left(b-c\right)^2}=-\frac{b\left(a-b\right)+c\left(c-a\right)}{\left(a-b\right)\left(b-c\right)\left(c-c\right)}\)
sau đó chứng minh tương tự và cộng theo từng vế thôi
Ta có
\(\frac{a}{b-c}+\frac{b}{c-a}+\frac{c}{a-b}=0\)
\(\Rightarrow\left\{\begin{matrix}\frac{a}{b-c}=-\frac{b}{c-a}-\frac{c}{a-b}\\\frac{b}{c-a}=-\frac{a}{b-c}-\frac{c}{a-b}\\\frac{c}{a-b}=-\frac{a}{b-c}-\frac{b}{c-a}\end{matrix}\right.\) (1)
Mà
\(\left\{\begin{matrix}\frac{a}{\left(b-c\right)^2}=\frac{a}{b-c}.\frac{1}{b-c}\\\frac{b}{\left(c-a\right)^2}=\frac{b}{c-a}.\frac{1}{c-a}\\\frac{c}{\left(a-b\right)^2}=\frac{c}{a-b}.\frac{1}{a-b}\end{matrix}\right.\)
Ta có : \(\frac{a}{\left(b-c\right)^2}+\frac{b}{\left(c-a\right)^2}+\frac{c}{\left(a-b\right)^2}=0\)
\(\Rightarrow\frac{a}{b-c}.\frac{1}{b-c}+\frac{b}{c-a}.\frac{1}{c-a}+\frac{c}{a-b}.\frac{1}{a-b}=0\)
Thay điều (1) vào biểu thức ta có :
\(\frac{a}{b-c}.\frac{1}{b-c}+\frac{b}{c-a}.\frac{1}{c-a}+\frac{c}{a-b}.\frac{1}{a-b}=0\)
\(\Rightarrow\left(-\frac{b}{c-a}-\frac{c}{a-b}\right).\frac{1}{b-c}+\left(-\frac{a}{b-c}-\frac{c}{a-b}\right).\frac{1}{c-a}+\left(-\frac{a}{b-c}-\frac{b}{c-a}\right).\frac{1}{a-b}=0\)
\(\Rightarrow-\frac{b}{\left(c-a\right)\left(b-c\right)}-\frac{c}{\left(a-b\right)\left(b-c\right)}-\frac{a}{\left(b-c\right)\left(c-a\right)}-\frac{c}{\left(a-b\right)\left(c-a\right)}-\frac{a}{\left(b-c\right)\left(a-b\right)}-\frac{b}{\left(c-a\right)\left(a-b\right)}=0\)
\(\Rightarrow-\frac{b}{\left(c-a\right)\left(b-c\right)}-\frac{a}{\left(c-a\right)\left(b-c\right)}-\frac{c}{\left(a-b\right)\left(b-c\right)}-\frac{a}{\left(a-b\right)\left(b-c\right)}-\frac{c}{\left(c-a\right)\left(a-b\right)}-\frac{b}{\left(c-a\right)\left(a-b\right)}=0\)
\(\Rightarrow-\frac{b-a}{\left(c-a\right)\left(b-c\right)}-\frac{c-a}{\left(a-b\right)\left(b-c\right)}-\frac{c-b}{\left(c-a\right)\left(a-b\right)}=0\)
\(\Rightarrow-\left[\frac{b+a}{\left(c-a\right)\left(b-c\right)}+\frac{c+a}{\left(a-b\right)\left(b-c\right)}+\frac{c+b}{\left(c-a\right)\left(a-b\right)}\right]=0\)
\(\Rightarrow-\left[\frac{\left(b+a\right)\left(a-b\right)^2\left(b-c\right)\left(c-a\right)+\left(c+a\right)\left(c-a\right)^2\left(b-c\right)\left(a-b\right)+\left(c+b\right)\left(b-c\right)^2\left(c-a\right)\left(a-b\right)}{\left(b-c\right)^2\left(c-a\right)^2\left(a-b\right)^2}\right]=0\)
\(\Rightarrow-\left\{\frac{\left(a-b\right)\left(b-c\right)\left(c-a\right)\left[\left(b+a\right)\left(a-b\right)+\left(c+a\right)\left(c-a\right)+\left(b+c\right)\left(b-c\right)\right]}{\left(b-c\right)^2\left(c-a\right)^2\left(a-b\right)^2}\right\}=0\)
\(\Rightarrow-\left[\frac{\left(b+a\right)\left(b-a\right)+\left(c+a\right)\left(c-a\right)+\left(b+c\right)\left(b-c\right)}{\left(b-c\right)\left(c-a\right)\left(a-b\right)}\right]=0\)
\(\Rightarrow-\left[\frac{\left(a^2-b^2\right)+\left(c^2-a^2\right)+\left(b^2-c^2\right)}{\left(b-c\right)\left(c-a\right)\left(a-b\right)}\right]=0\)
\(\Rightarrow-\left[\frac{\left(-b^2+b^2\right)+\left(-a^2+a^2\right)+\left(-c^2+c^2\right)}{\left(b-c\right)\left(c-a\right)\left(a-b\right)}\right]=0\)
\(\Rightarrow-\left[\frac{0}{\left(b-c\right)\left(c-a\right)\left(a-b\right)}\right]=0\)
\(\Rightarrow0=0\) ( đpcm )
C/m bằng biến đổi tương đương như sau
\(Σ\frac{a^2}{\left(b-c\right)^2}-2=\left(Σ\frac{a}{b-c}\right)^2-2Σ\frac{ab}{\left(b-c\right)\left(c-a\right)}-2\)
\(=\frac{\left(Σ\left(a^3-a^2b-a^2c+abc\right)\right)^2}{╥\left(a-b\right)^2}-2\frac{Σ\left(a^2b-a^2c\right)}{╥\left(a-b\right)}-2\)
\(=\frac{\left(Σ\left(a^3-a^2b-a^2c+abc\right)\right)^2}{╥\left(a-b\right)^2}+2-2\ge0\)
P/s: \(╥\) dùng thay cho ∏ nhé, tại olm đã ít kí hiệu lại ko cho paste nên dùng tạm
Vì vai trò bình đẳng của các ẩn \(a,b,c\) là như nhau nên không mất tính tổng quát, ta có thể giả sử:
\(2\ge c>b>a\ge0\) \(\left(\alpha\right)\) (do \(a,b,c\) đôi một khác nhau nên cũng không đồng thời bằng nhau)
Áp dụng bđt \(AM-GM\) cho từng bộ số gồm có các số không âm, ta có:
\(\left(i\right)\) Với \(\frac{1}{\left(a-b\right)^2}>0;\) \(\left[-\left(a-b\right)\right]>0\)\(\frac{1}{\left(a-b\right)^2}+\left[-\left(a-b\right)\right]+\left[-\left(a-b\right)\right]\ge3\sqrt[3]{\frac{1}{\left(a-b\right)^2}.\left[-\left(a-b\right)\right]\left[-\left(a-b\right)\right]}=3\)
\(\Rightarrow\) \(\frac{1}{\left(a-b\right)^2}\ge3-2\left(b-a\right)\) \(\left(1\right)\)
\(\left(ii\right)\) Với \(\frac{1}{\left(b-c\right)^2}>0;\) \(\left[-\left(b-c\right)\right]>0\)
\(\frac{1}{\left(b-c\right)^2}+\left[-\left(b-c\right)\right]+\left[-\left(b-c\right)\right]\ge3\sqrt[3]{\frac{1}{\left(b-c\right)^2}.\left[-\left(b-c\right)\right]\left[-\left(b-c\right)\right]}=3\)
\(\Rightarrow\) \(\frac{1}{\left(b-c\right)^2}\ge3-2\left(c-b\right)\) \(\left(2\right)\)
\(\left(iii\right)\) Với \(\frac{1}{\left(c-a\right)^2}>0;\) \(\frac{c-a}{16}>0\)
\(\frac{1}{\left(c-a\right)^2}+\frac{c-a}{8}+\frac{c-a}{8}\ge3\sqrt[3]{\frac{1}{\left(c-a\right)^2}.\frac{\left(c-a\right)}{8}.\frac{\left(c-a\right)}{8}}=\frac{3}{4}\)
\(\Rightarrow\) \(\frac{1}{\left(c-a\right)^2}\ge\frac{3}{4}-\frac{c-a}{4}\) \(\left(3\right)\)
Cộng từng vế ba bất đẳng thức \(\left(1\right);\) \(\left(2\right)\) và \(\left(3\right)\) , ta được:
\(\frac{1}{\left(a-b\right)^2}+\frac{1}{\left(b-c\right)^2}+\frac{1}{\left(c-a\right)^2}\ge3-2\left(b-a\right)+3-2\left(c-b\right)+\frac{3}{4}-\frac{c-a}{4}\)
nên \(\frac{1}{\left(a-b\right)^2}+\frac{1}{\left(b-c\right)^2}+\frac{1}{\left(c-a\right)^2}\ge\frac{27}{4}-\frac{9\left(c-a\right)}{4}=\frac{27}{4}+\frac{9\left(a-c\right)}{4}\)
Mặt khác, từ \(\left(\alpha\right)\) ta suy ra được: \(\hept{\begin{cases}a\ge0\\2\ge c\end{cases}}\)
nên \(a+2\ge c\) hay nói cách khác \(a-c\ge-2\)
Do đó, \(\frac{1}{\left(a-b\right)^2}+\frac{1}{\left(b-c\right)^2}+\frac{1}{\left(c-a\right)^2}\ge\frac{27}{4}+\frac{9.\left(-2\right)}{4}=\frac{9}{4}\)
Dấu \("="\) xảy ra khi và chỉ khi \(\hept{\begin{cases}a=0\\b=1\\c=2\end{cases}}\) (thỏa mãn \(\left(\alpha\right)\) )
Vì vai trò bình đẳng của các ẩn \(a,b,c\) là như nhau nên không mất tính tổng quát, ta có thể giả sử:
\(2\ge c>b>a\ge0\) \(\left(\alpha\right)\) (do \(a,b,c\) đôi một khác nhau nên cũng không đồng thời bằng nhau)
Áp dụng bđt \(AM-GM\) cho từng bộ số gồm có các số không âm, ta có:
\(\left(i\right)\) Với \(\frac{1}{\left(a-b\right)^2}>0;\) \(\left[-\left(a-b\right)\right]>0\)\(\frac{1}{\left(a-b\right)^2}+\left[-\left(a-b\right)\right]+\left[-\left(a-b\right)\right]\ge3\sqrt[3]{\frac{1}{\left(a-b\right)^2}.\left[-\left(a-b\right)\right]\left[-\left(a-b\right)\right]}=3\)
\(\Rightarrow\) \(\frac{1}{\left(a-b\right)^2}\ge3-2\left(b-a\right)\) \(\left(1\right)\)
\(\left(ii\right)\) Với \(\frac{1}{\left(b-c\right)^2}>0;\) \(\left[-\left(b-c\right)\right]>0\)
\(\frac{1}{\left(b-c\right)^2}+\left[-\left(b-c\right)\right]+\left[-\left(b-c\right)\right]\ge3\sqrt[3]{\frac{1}{\left(b-c\right)^2}.\left[-\left(b-c\right)\right]\left[-\left(b-c\right)\right]}=3\)
\(\Rightarrow\) \(\frac{1}{\left(b-c\right)^2}\ge3-2\left(c-b\right)\) \(\left(2\right)\)
\(\left(iii\right)\) Với \(\frac{1}{\left(c-a\right)^2}>0;\) \(\frac{c-a}{16}>0\)
\(\frac{1}{\left(c-a\right)^2}+\frac{c-a}{8}+\frac{c-a}{8}\ge3\sqrt[3]{\frac{1}{\left(c-a\right)^2}.\frac{\left(c-a\right)}{8}.\frac{\left(c-a\right)}{8}}=\frac{3}{4}\)
\(\Rightarrow\) \(\frac{1}{\left(c-a\right)^2}\ge\frac{3}{4}-\frac{c-a}{4}\) \(\left(3\right)\)
Cộng từng vế ba bất đẳng thức \(\left(1\right);\) \(\left(2\right)\) và \(\left(3\right)\) , ta được:
\(\frac{1}{\left(a-b\right)^2}+\frac{1}{\left(b-c\right)^2}+\frac{1}{\left(c-a\right)^2}\ge3-2\left(b-a\right)+3-2\left(c-b\right)+\frac{3}{4}-\frac{c-a}{4}\)
nên \(\frac{1}{\left(a-b\right)^2}+\frac{1}{\left(b-c\right)^2}+\frac{1}{\left(c-a\right)^2}\ge\frac{27}{4}-\frac{9\left(c-a\right)}{4}=\frac{27}{4}+\frac{9\left(a-c\right)}{4}\)
Mặt khác, từ \(\left(\alpha\right)\) ta suy ra được: \(\hept{\begin{cases}a\ge0\\2\ge c\end{cases}}\)
nên \(a+2\ge c\) hay nói cách khác \(a-c\ge-2\)
Do đó, \(\frac{1}{\left(a-b\right)^2}+\frac{1}{\left(b-c\right)^2}+\frac{1}{\left(c-a\right)^2}\ge\frac{27}{4}+\frac{9.\left(-2\right)}{4}=\frac{9}{4}\)
Dấu \("="\) xảy ra khi và chỉ khi \(a=0;b=1;c=2\) (thỏa mãn \(\left(\alpha\right)\) )
Nâng cao và phát triển toán 8 tập 1 bài 153
tick nha