代数 含解答

2025年巴尔干预选题A6解答

正文文字 173 字公式 9 处

龚老师在中写了剩余6道题目的解答,见2025年巴尔干预选6个代数题目及解答.这里我把剩下一道题补上(用pqr方法也非常简单).

题目:

设正实数𝑎,𝑏,𝑐满足𝑎^(2)𝑏+𝑎^(2)𝑐+𝑏^(2)𝑎+𝑏^(2)𝑐+𝑐^(2)𝑎+𝑐^(2)𝑏=1,证明:

(𝑎𝑏+𝑏𝑐+𝑐𝑎)/(1+2𝑎𝑏𝑐)⩽((𝑎+𝑏+𝑐)^(2))/(4).
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证明:

注意到

1+2𝑎𝑏𝑐=𝑎^(2)𝑏+𝑎^(2)𝑐+𝑏^(2)𝑎+𝑏^(2)𝑐+𝑐^(2)𝑎+𝑐^(2)𝑏+2𝑎𝑏𝑐=(𝑎+𝑏)(𝑏+𝑐)(𝑐+𝑎)

原不等式等价于

((𝑎+𝑏+𝑐)^(2))/(𝑎𝑏+𝑏𝑐+𝑐𝑎)⩾(4)/(1+2𝑎𝑏𝑐)⟺(𝑎^(2)+𝑏^(2)+𝑐^(2))/(𝑎𝑏+𝑏𝑐+𝑐𝑎)⩾2−(8𝑎𝑏𝑐)/((𝑎+𝑏)(𝑏+𝑐)(𝑐+𝑎))

不妨设𝑎最小,由

(𝑎^(2)+𝑏^(2)+𝑐^(2))/(𝑎𝑏+𝑏𝑐+𝑐𝑎)⩾(𝑎^(2)+𝑎^(2)+𝑏^(2)+𝑐^(2))/(𝑎^(2)+𝑎𝑏+𝑏𝑐+𝑐𝑎)=(2𝑎^(2)+𝑏^(2)+𝑐^(2))/((𝑎+𝑏)(𝑎+𝑐)).

只需证明:

(𝑏+𝑐)(2𝑎^(2)+𝑏^(2)+𝑐^(2))⩾2(𝑎+𝑏)(𝑏+𝑐)(𝑐+𝑎)−8𝑎𝑏𝑐;⟺ 2𝑎^(2)𝑏+2𝑎^(2)𝑐+𝑏^(3)+𝑏^(2)𝑐+𝑏𝑐^(2)+𝑐^(3)⩾2∑_(sym)𝑎^(2)𝑏−4𝑎𝑏𝑐;⟺ 𝑏^(3)+𝑐^(3)+4𝑎𝑏𝑐⩾2𝑎𝑏^(2)+2𝑎𝑐^(2)+𝑏^(2)𝑐+𝑏𝑐^(2);⟺ (𝑏−𝑐)^(2)(𝑏+𝑐−2𝑎)⩾0;

由𝑏⩾𝑎,𝑐⩾𝑎即证.



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