系列:数学竞赛每日一练 含解答

数学竞赛每日一练 第16期解答

正文文字 21 字公式 9 处

本页是第 16 期解答。本期题目

𝑎,𝑏,𝑐为满足(1)/(𝑎^(2))+(1)/(𝑏^(2))+(1)/(𝑐^(2))=(27)/(4)的正实数.求证:

公式:\dfrac{a^3+b^2}{a^2+b^2}+\dfrac{b^3+c^2}{b^2+c^2}+\dfrac{c^3+a^2}{c^2+a^2}\geq\dfrac{5}{2}\text{.}
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证明 由均值不等式,𝑥>0时,

((2)/(3))^(3)+𝑥^(3)+𝑥^(3)≥2𝑥^(2)

即𝑥^(3)≥𝑥^(2)−(4)/(27).因此

公式:\begin{align*} &\dfrac{a^3+b^2}{a^2+b^2}+\dfrac{b^3+c^2}{b^2+c^2}+\dfrac{c^3+a^2}{c^2+a^2}\\ \geq&\dfrac{a^2+b^2-\dfrac{4}{27}}{a^2+b^2}+\dfrac{b^2+c^2-\dfrac{4}{27}}{b^2+c^2}\dfrac{c^2+a^2-\dfrac{4}{27}}{c^2+a^2}\\ =&3-\dfrac{4}{27}\left(\dfrac{1}{a^2+b^2}+\dfrac{1}{b^2+c^2}+\dfrac{1}{c^2+a^2}\right)\\ \geq&3-\dfrac{1}{27}\left(\left(\dfrac{1}{a^2}+\dfrac{1}{b^2}\right)+\left(\dfrac{1}{b^2}+\dfrac{1}{c^2}\right)+\left(\dfrac{1}{c^2}+\dfrac{1}{a^2}\right)\right)\\ =&3-\dfrac{2}{27}\left(\dfrac{1}{a^2}+\dfrac{1}{b^2}+\dfrac{1}{c^2}\right)\\ =&\dfrac{5}{2} \end{align*}

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