4/Cho 3 số thức dương a,b,c.Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức sau:
[tex]P=\frac{1}{\sqrt{a^2+b^2+c^2+1}} -\frac{2}{(a+1)(b+1)(c+1)} [/tex]
Trước hết ta chứng minh điều sau:
Áp dụng bđt cô si ta có:
[tex] x^2+y^2\ge 2xy [/tex]
[tex] \leftrightarrow 2(x^2+y^2)\ge (x+y)^2 [/tex]
[tex] \leftrightarrow x^2+y^2\ge \frac{1}{2}(x+y)^2 [/tex] (*)
Áp dụng (*) ta có:
[tex] a^2 + b^2 \ge \frac{1}{2}(a+b)^2 [/tex]
[tex] c^2 + 1^2 \ge \frac{1}{2}(c+1)^2 [/tex]
Tiếp tục áp dụng (*) ta có:
[tex] a^2+b^2+c^2+1^2 \ge \frac{1}{2}[(a+b)^2+(c+1)^2]\ge \frac{1}{4}(a+b+c+1)^2 [/tex]
Nên [tex] \sqrt{a^2+b^2+c^2+1^2} \ge \frac{1}{2}(a+b+c+1) [/tex]
Do đó [tex] \frac{1}{\sqrt{a^2+b^2+c^2+1}} \le \frac{2}{a+b+c+1} (1) [/tex]
Áp dụng bđt cô si ta có :
[tex](a+1)+(b+1)+(c+1) \ge 3\sqrt[3]{(a+1)(b+1)(c+1)} [/tex]
[tex] \leftrightarrow [(a+b+c+1)+2]^3 \ge 27(a+1)(b+1)(c+1) [/tex]
[tex] \leftrightarrow \frac{54}{[(a+b+c+1)+2]^3} \le \frac{2}{(a+1)(b+1)(c+1)} (2) [/tex]
Từ (1),(2) ta được:
[tex] \frac{1}{\sqrt{a^2+b^2+c^2+1}} -\frac{2}{(a+1)(b+1)(c+1)} \le \frac{2}{a+b+c+1} - \frac{54}{[(a+b+c+1)+2]^3} [/tex]
[tex] \leftrightarrow P \le \frac{2}{a+b+c+1} -\frac{54}{[(a+b+c+1)+2]^3} [/tex]
Đặt [tex] t=a+b+c+1 , t>1 [/tex]
Xét hs [tex] f(t)= \frac{2}{t} - \frac{54}{(t+2)^3} ,t>1 [/tex]
Khảo sát rồi tim ra [tex] Max=\frac{1}{4} khi a=b=c=1 [/tex]