Question

[Trần Băng Băng]

BT1:Cho m²+n²=1 và a²+b²=1.Chứng minh rằng: -1<am+bn<1

BT2:Cho 4 số thỏa mãn a,b,c,d thỏa mãn a.b=1 và ac+bd=2

Chứng minh rằng 1-cd không âm

BT3: Cho a,b,c là các số thực bất kì . Chứng minh rằng

3(ab+bc+ca)=< (a+b+c)²=<3(a²+b²+c²)

Answer 1

[Akai Haruma]

Bài 1)

Áp dụng BĐT Bunhiacopxki ta có:

\(1=(a^2+b^2)(m^2+n^2)\geq (am+bn)^2\Rightarrow -1\leq am+bn\leq 1\)

Dấu bằng xảy ra khi \(\frac{a}{m}=\frac{b}{n}\) . Kết hợp với \(a^2+b^2=m^2+n^2=1\)

\(\Rightarrow \) dấu bằng xảy ra khi \(a=\pm m;b=\pm n\)

Bài 2)

Ta thấy:

\((ac-bd)^2\geq 0\Rightarrow a^2c^2+b^2d^2\geq 2abcd\Rightarrow (ac+bd)^2\geq 4abcd\)

\(\Leftrightarrow 4\geq 4cd\rightarrow cd\leq 1\Rightarrow 1-cd\geq 0\) (đpcm)

Dấu bằng xảy ra khi \(ac=bd=\pm 1\) và \(cd=1\) ....

Bài 3)

Vế đầu:

\(\Leftrightarrow ab+bc+ac\leq a^2+b^2+c^2\)

Nhân $2$ và chuyển vế \(\Leftrightarrow (a-b)^2+(b-c)^2+(c-a)^2\geq 0\)

BĐT trên luôn đúng nên BĐT đầu tiên cũng đúng.

Vế sau:

\(\Leftrightarrow 2(a^2+b^2+c^2)\geq 2(ab+bc+ac)\)

\(\Leftrightarrow (a-b)^2+(b-c)^2+(c-a)^2\geq 0\) (luôn đúng)

Do đó BĐT sau cũng luôn đúng với mọi số thực $a,b,c$

Dấu bằng xảy ra khi $a=b=c$

Answer 2

[ngonhuminh]

\(\left\{{}\begin{matrix}m^2+n^2=1\\a^2+b^2=1\end{matrix}\right.\) \(\Leftrightarrow\left(a^2+b^2\right)\left(m^2+n^2\right)=\left(am\right)^2+\left(an\right)^2+\left(bm\right)^2+\left(bn\right)^2=1\)\(\Leftrightarrow\left(am+bn\right)^2-\left[\left(ambn-\left(an\right)^2\right)+\left(ambn-\left(bm\right)^2\right)\right]=1\)\(\Leftrightarrow\left(am+bn\right)^2+\left[an\left(bm-an\right)\right]+\left[bm\left(an-bm\right)\right]=1\)

\(\Leftrightarrow\left(am+bn\right)^2-\left(bm-an\right)\left(an-bm\right)=1\)

\(\Leftrightarrow\left(am+bn\right)^2+\left(an-bm\right)^2=1\\ \)

\(\left(an-bm\right)^2\ge0\forall_{a,b,m,n}\Rightarrow\left(am+bn\right)^2\le1\)

\(\Rightarrow-1\le\left(am+bn\right)\le1\Rightarrow dpcm\)