Kü thuËt sö dông B§T C« Si
Cho:
( )
n
1 2 3
1 2 31 2 3
, , , ,
1
1
0
1 1 1 1
: 1 1 1 1
n
n
n
n
x x x x
CMR
x x x xx x x x
−
÷
÷ ÷
÷
÷
÷ ÷
÷
+ + + + =
>
− − − − ≥
Bài 7: CMR:
( )
( )
( )
( )
1 2 3
3
3
3
1 1 1 1 1 8 , , 0
3
a b c
a b c abc abc a b c
÷ ÷ ÷
÷
÷
+ +
+ ≥ + + + ≥ + ≥ ∀ ≥
Giải
Ta có:
( )
( )
( )
( )
( )
( )
ôsi
3
3
1 1 1
1 1 1 1
3 3
C
a b c
a b c
a b c
÷
÷
÷
÷
+ + +
=
+ +
+ +
+ ≥ + + +
(1)
Ta có:
( )
( )
( )
( ) ( )
1 1 1 1a b c ab bc ca a b c abc
=+ + + + + + + + + +
( )
(
)
2 2 2
3
ôsi
3
3
3
3 11 3
C
a b c abc abc abc+ + = +≥ +
(2)
Ta có:
( )
3
3
3 3
ôsi
2 1. 81
C
abc abc abc
÷
=+ ≥
(3)
Dấu “ = ” (1) xảy ra ⇔ 1+a = 1+b = 1+c ⇔ a = b = c
Dấu “ = ” (2) xảy ra ⇔ ab = bc = ca và a = b = c ⇔ a = b= c
Dấu “ = ” (3) xảy ra ⇔
3
abc
=1 ⇔ abc = 1
Bài toán tổng quát 3:
Cho x
1
, x
2
, x
3
,……., x
n
≥ 0. CMR:
(
)
(
)
( )
(
)
1 2 3
1 2
1 2 1 2 1 2
2 1 1 1 1 1
n
n n n
n
n
n
n
x x x
x x x x x x x x x
n
÷ ÷ ÷
÷ ÷ ÷
÷
÷
+ + +
+ ≥ + + + ≥ + ≥
Bình
luận:
• Bài toán tổng quát trên thường được sử dụng cho 3 số, áp dụng cho các bài toán về BĐT lượng giác trong tam
giác sau này.
• Trong các bài toán có điều kiện ràng buộc việc xử lí các điều kiện mang tình đồng bộ và đối xứng là rất quan
trọng, giúp ta định hướng được hướng chứng minh BĐT đúng hay sai.
Trong việc đánh giá từ TBC sang TBN có một kỹ thuật nhỏ hay được sử dụng. Đó là kĩ thuật tách nghịch đảo.
3.2 Kỹ thuật tách nghịch đảo.
Bài 1: CMR:
2 . 0
a b
a b
b a
+ ≥ ∀ >
Giải
Ta có:
2 2
Côsi
a b a b
b a b a
+ ≥ =
Bài 2: CMR:
2
2
2
2
1
a
a R
a
+
≥ ∀ ∈
+
Giải
Ta có:
( )
2
2 2
2 2 2 2
ôsi
2
2 2
1 1
2 1 1
1 1
1 1 1 1
C
a
a
a a
a a a a
= = ≥ =
+ +
+
+ + +
+ + + +
Dấu “ = ” xảy ra ⇔
2 2
2
1
1 1 1 0
1
a a a
a
= ⇔+ + = ⇔ =
+
Bài 3: CMR:
( )
1
3 0a a b
b a b
+ ≥ ∀ > >
−
Giải
- Biªn so¹n néi dung: ThÇy NguyÔn Cao Cêng - 0904.15.16.50
5
Kü thuËt sö dông B§T C« Si
Ta có nhận xét: b + a – b = a không phụ thuộc vào biến b đo đó hạng tử đầu a sẽ được phân tích như sau:
( )
( )
( )
( )
( )
3
ôsi
.
1 1 1
3 . 3 0
C
a b a b b a b a b
b a b b a b b a b
+ = + − + ≥ − = ∀ > >
− − −
Dấu “ = ” xảy ra ⇔
( )
( )
1
b a b
b a b
== −
−
⇔ a = 2 và b = 1.
Bài 4: CMR:
( )
( )
2
4
3 0
1
a a b
a b b
+ ≥ ∀ > >
− +
(1)
Giải
Vì hạng tử đầu chỉ có a cần phải thêm bớt để tách thành các hạng tử sau khi sử dụng BĐT sẽ rút gọn cho các
thừa số dưới mẫu. Tuy nhiên biểu thức dưới mẫu có dạng
( )
( )
2
1a b b− +
(thừa số thứ nhất là một đa thức bậc nhất b,
thừa số 2 là một thức bậc hai của b) do đó ta phải phân tích về thành tích của các đa thức bậc nhất đối với b, khi đó ta
có thể tách hạng tử a thành tổng các hạng tử là các thừa số của mẫu.
Vậy ta có:
( )
( )
2
1a b b− +
= (a - b)( b + 1)( b + 1) ⇒ ta phân tích a theo 2 cách sau:
2a +2 = 2(a - b) + ( b + 1) + ( b + 1) hoặc a +1 =
( )
1 1
2 2
b b
a b +
+ +
− +
Từ đó ta có (1) tương đương :
VT + 1 =
( )
( )
( )
( )
( ) ( )
2
4 1 1 4
1
2 2
1 1
1
b b
a a b
a b b b
a b b
= + +
+ +
+ + − +
− + +
− +
( )
( )
( ) ( )
4
ôsi
. . . .
1 1 4
4 4
2 2
1 1
C
b b
a b
a b b b
+ +
≥ − =
− + +
⇒ ĐPCM
Bài 5: CMR :
3
1
2a 1
2
3
4 ( )
1
a
b a b
a
b
≥
+
≥ ∀
−
>
Giải
Nhận xét: Dưới mẫu số b(a-b) ta nhận thấy b + ( a – b ) = a. Chuyển đổi tất cả biểu thức sang biến a là 1 điều
mong muốn vì việc sử lí với 1 biến sẽ đơn giản hơn. Biến tích thành tổng thì đây là một mặt mạnh của BĐT Côsi. Do
đó:
Ta có đánh giá về mẫu số như sau:
( )
( )
2
2
4. 4. 4.
2 4
b a b
a
b a b a
÷
÷
÷
+ −
− ≤ = =
Vậy:
3 3 3
ôsi
3
2 2
3
ôsi
3 3
2a 1 2 1 1 1 1
. .
4 ( )
C
C
a a a
a a a a
b a b a a
a a
+
= = =
+ + +
≥ + + ≥
−
Dấu “ = ” xảy ra ⇔
2
1
1 1
2
b a b a
a b
a
= − =
⇔
= =
Bình luận:
• Trong việc xử lí mẫu số ta đã sử dụng 1 kỹ thuật đó là đánh giá từ TBN sang TBC nhằm làm triệt tiêu biến b.
• Đối với phân thức thì việc đánh giá mẫu số, hoặc tử số từ TBN sang TBC hay ngược lại phải phụ thuộc vào dấu
của BĐT.
Bài 6: Bài toán tổng quát 1.
Cho:
1 2 3
, 0 à 1
n
x x x x v k Z> > > > ≤ ∈
. CMR:
- Biªn so¹n néi dung: ThÇy NguyÔn Cao Cêng - 0904.15.16.50
6
Kü thuËt sö dông B§T C« Si
( )
( ) ( )
( )
1
1 2
1
1 2 2 3 1
1 2
1
k kk
n k
n k
n n
n
n k
a
a a a a a a a
k
÷
÷
− +
−
−
− +
+
− − −
≥
Giải
VT =
( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
1 2 2 3 1
1 2 2 3 1
1
n n
k kk
n
n n
n
a a a a a a
a a a a a a a
a
−
−
+ + + +
− + − −
− − −
( ) ( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
1 1
1 2 1 2
1 2 2 3 1
.
1
.
n
n n
n n
k k k
n n
n
k k
a a a a
a a a a
a
k k k k
a a a a a a a
− −
−
+ + + +
+ +
− −
− −
= + +
− − −
1 4 4 44 2 4 4 4 43 1 4 4 4 44 2 4 4 4 4 43
( )
( ) ( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
1 1
1 2 1 2
1 2 2 3 1
1 2
.
.
1
1 2 .
.
n
n n
n n
k k
k
n n
n
n k
k k
a a a a
a a a a
n k a
k k k k
a a a a a a a
÷
÷
− −
−
− +
− −
− −
− +
− − −
≥
1 4 44 2 4 4 43 1 4 4 44 2 4 4 4 43
( )
1 2
1
1 2
n k
n k
n k
k
÷
÷
− +
−
− +
=
Tóm lại: Trong kỹ thuật tách nghịch đảo kỹ thuật cần tách phần nguyên theo mẫu số để khi chuyển sang TBN thì các
phần chứa biến số bị triệt tiêu chỉ còn lại hằng số.
Tuy nhiên trong kỹ thuật tách nghịch đảo đối với bài toán có điều kiện ràng buộc của ẩn thì việc tách nghịch đảo
học sinh thường bị mắc sai lầm. Một kỹ thuật thường được sử dụng trong kỹ thuật tách nghịch đảo, đánh giá từ TBN
sang TBC là kỹ thuật chọn điểm rơi.
3.3 Kỹ thuật chọn điểm rơi
Trong kỹ thuật chọn điểm rơi, việc sử dụng dấu “ = ” trong BĐT Côsi và các quy tắc về tính đồng thời của dấu “
= ”, quy tắc biên và quy tắc đối xứng sẽ được sử dụng để tìm điểm rơi của biến.
Bài 1: Cho a ≥ 2 . Tìm giá trị nhỏ nhất (GTNN) của
1
S a
a
= +
Giải
Sai lầm thường gặp của học sinh:
1
S a
a
= +
≥ 2
1
a
a
=2
Dấu “ = ” xảy ra ⇔
1
a
a
=
⇔ a = 1 ⇒ vô lí vì giả thiết là a ≥ 2.
Cách làm đúng:
Ta chọn điểm rơi: ta phải tách hạng tử a hoặc hạng tử
1
a
để sao cho khi áp dụng BĐT Côsi dấu “ = ” xảy ra khi a = 2.
Có các hình thức tách sau:
1 1
; (1)
1
; (2)
1
,
1
; (3)
; (4)
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
α
α
α
α
÷
÷
÷
÷
÷
⇒
Vậy ta có:
5
1
4 4 2
1 3 1 3 3.2
2
4 4 4
a a a a
S
a a
+ + ≥ + == + ≥
. Dấu “ = ” xảy ra ⇔ a = 2.
Bình luận:
• Ta sử dụng điều kiện dấu “ = ” và điểm rơi là a = 2 dựa trên quy tăc biên để tìm ra α = 4.
- Biªn so¹n néi dung: ThÇy NguyÔn Cao Cêng - 0904.15.16.50
7
Chẳng hạn ta chọn sơ đồ điểm rơi (1):
(sơ đồ điểm rơi (2), (3), (4) học sinh tự làm)
1 2
1 1
2
a
a
α α
=
=
⇒
2 1
2
α
=
⇒ α = 4.
Kü thuËt sö dông B§T C« Si
• Ở đây ta thấy tính đồng thời của dấu “ = ” trong việc áp dụng BĐT Côsi cho 2 số
,
4
1a
a
và
3
4
a
đạt giá trị lớn
nhất khi a = 2, tức là chúng có cùng điểm rơi là a = 2.
Bài 2: Cho a ≥ 2. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức:
2
1
S a
a
= +
Giải
Sơ đồ chọn điểm rơi: a = 2 ⇒
2
2
1 1
4
a
a
α α
=
=
⇒
2 1
4
α
=
⇒ α = 8.
Sai lầm thường gặp:
2 2 2
.
1 1 7 1 7 2 7 2 7.2 2 7 9
2
8 8 8 8 8 8 4 4 4
8 8.2
a a a a a
S a
a a a
a
÷
= + + +
= + ≥ = + ≥ + = + =
⇒ MinS =
9
4
Nguyên nhân sai lầm:
Mặc dù chọn điểm rơi a = 2 và MinS =
9
4
là đáp số đúng nhưng cách giải trên đã mắc sai lầm trong việc đánh giá mẫu
số: Nếu a ≥ 2 thì
2 2 2
4
8 8.2a
=≥
là đánh giá sai.
Để thực hiện lời giải đúng ta cần phải kết hợp với kỹ thuật tách nghịch đảo, phải biến đổi S sao cho sau khi sử dụng
BĐT Côsi sẽ khử hết biến số a ở mẫu số.
Lời giải đúng:
3
2 2 2
ôsi
. .
1 1 6 1 6 3 6 3 6.2 9
3
8 8 8 8 8 8 4 8 4 8 4
C
a a a a a a a
S a
a a a
÷
= + + + +
= + ≥ = + ≥ + =
Với a = 2 thì Min S =
9
4
Bài 3: Cho
, , 0
3
2
a b c
a b c
>
+ + ≤
. Tìm giá trị nhỏ nhất của
1 1 1
S a b c
a b c
= + + + + +
Giải
Sai lầm thường gặp:
6
. .
1 1 1 1 1 1
6 . . . 6S a b c a b c
a b c a b c
≥ == + + + + +
⇒ Min S = 6
Nguyên nhân sai lầm :
Min S = 6 ⇔
3
1
2
1 1 1
3a b c a b c
a c
b
= = = ⇒
= = = + + = >
trái với giải thiết.
Phân tích và tìm tòi lời giải:
Do S là mọt biểu thức đối xứng với a, b, c nên dự đoán MinS đạt tại điểm rơi
1
2
a b c= = =
Sơ đồ điểm rơi:
1
2
a b c= = =
⇒
1
2
1 1 1 2
a b c
a b c
α α α α
= = =
= = =
⇒
2
4
1
2
α
α
⇒= =
Hoặc ta có sơ đồ điêm rơi sau:
- Biªn so¹n néi dung: ThÇy NguyÔn Cao Cêng - 0904.15.16.50
8
Kü thuËt sö dông B§T C« Si
1
2
a b c= = =
⇒
2
2 4
2
1 1 1
2
a b c
a b c
α
α α α
α
α
⇒ =
= = =
= = =
⇒ =
⇒
2
4
1
2
α
α
= ⇒ =
Vậy ta có cách giải theo sơ đồ 2 như sau:
( ) ( )
6
. .
1 1 1 1 1 1
4 4 4 3 6 4 .4 .4 . 3S a b c a b c a b c a b c
a b c a b c
÷
≥= + + + + + − + + − + +
3 15
12 3.
2 2
≥ − =
. Với
1
2
a b c= = =
thì MinS =
15
2
Bài 4: Cho
, , 0
3
2
a b c
a b c
>
+ + ≤
. Tìm GTNN của
2 2 2
2 2 2
1 1 1
S a b c
b c a
= + + + + +
Giải
Sai lầm thường gặp:
2 2 2 2 2 2
2 2 2 2 2 2
3
6
. . . .
1 1 1 1 1 1
3 3a b c a b c
b c a b c a
S
÷ ÷ ÷
≥ =+ + + + + +
2 2 2
6
2 2 2
6
. . . . .
1 1 1
3 2 2 2 3 8 3 2a b c
b c a
÷ ÷ ÷
÷ ÷ ÷
= =≥
⇒ MinS =
3 2
.
Nguyên nhân sai lầm:
MinS =
3 2
⇔
3
1
2
1 1 1
3a b c a b c
a c
b
= = = ⇒= = = + + = >
trái với giả thiết.
Phân tích và tìm tòi lời giải
Do S là một biểu thức đối xứng với a, b, c nên dự đoán MinS đạt tại
1
2
a b c= = =
2 2 2
2 2 2
1
1 4
4
16
4
41 1 1
a b c
a b c
α
α
α
α α α
⇒ =
= = =
= =
= ⇒
=
Lời giải
2 2 2
2 2 2 2 2 2
16 16 16
1 1 1 1 1 1
16 16 16 16 16 16
S a b c
b b c c a a
+ + + + + += + + + + +
1 4 44 2 4 4 43 1 4 442 4 4 43 1 4 442 4 4 43
2 2 2
2 2 2 2 2 2
16 16 16
17 17 17
17 . 17 . 17 .
1 1 1 1 1 1
16 16 16 16 16 16
a b c
b b c c a a
≥ + +
1 44 2 4 43 1 442 4 43 1 442 4 43
2 2 2
17 17 17
17
17 17
16 32 16 32 16 32 8 16 8 16 8 16
17 17 17 17
16 16 16 16 16 16
a b c a b c
b c a b c a
= + +
÷
÷
= + +
( )
3
17
17 17 17
8 16 8 16 8 16 8 5 5 5
5
17
. . 3. 17
.
3 17
17 3
16 16 16 16
2 2 2 2
a b c a
b c a a b c
a b c
= =
≥
15
17
2 2 2
.
3
3 17 3 17
2
2
a b c
≥ ≥
+ +
÷
. Dấu “ = ” xảy ra khi
1
2
a b c= = =
⇒ Min S =
3 17
2
- Biªn so¹n néi dung: ThÇy NguyÔn Cao Cêng - 0904.15.16.50
9
Kü thuËt sö dông B§T C« Si
Bình luận:
• Việc chọn điểm rơi cho bài toán trên đã giải quyết một cách đúng đắn vềmặt toán học nhưng cách làm trên tương
đối cồng kềnh. Nếu chúng ta áp dụng việc chọn điểm rơi cho BĐT Bunhiacôpski thì bài toán sẽ nhanh gọn hơn
đẹp hơn.
• Trong bài toán trên chúng ta đã dùng một kỹ thuật đánh giá từ TBN sang TBC, chiều của dấu của BĐT không chỉ
phụ thuộc vào chiều đánh giá mà nó còn phụ thuộc vào biểu thức đánh giá nằm ở mẫu số hay ở tử số
Bài 5: Cho a, b, c, d > 0. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức:
a b c d b c d c d a a b d a b c
S
b c d c d a a b d a b c a b c d
+ + + + + + + +
= + + + + + + +
+ + + + + + + +
Giải
Sai lầm 1 thường gặp:
.
.
.
.
2 2
2 2
2 2
2 2
a b c d a b c d
b c d a b c d a
b c d a b c d a
c d a b c d a b
c a b d c a b d
a b d c a b d c
d a b c d a b c
a b c d a b c d
+ + + +
+ ≥ =
+ + + +
+ + + +
+ ≥ =
+ + + +
+ + + +
+ ≥ =
+ + + +
+ + + +
+ ≥ =
+ + + +
⇒ S ≥ 2 + 2 + 2 + 2 = 8
Sai lầm 2 thường gặp:
Sử dụng BĐT Côsi cho 8 số:
8
. . . . . . .8 8
a b c d b c d c d a a b d a b c
S
b c d c d a a b d a b c a b c d
+ + + + + + + +
≥ =
+ + + + + + + +
Nguyên nhân sai lầm:
Min S = 8 ⇔
a b c d
b c d a
c d a b
d a b c
= + +
= + +
= + +
= + +
⇒ a + b + c + d = 3(a + b + c + d) ⇒ 1 = 3 ⇒ Vô lý.
Phân tích và tìm tòi lời giải
Để tìm Min S ta cần chú ý S lá một biểu thức đối xứng với a, b, c, d do đó Min S nếu có thường đạt tại “điểm rơi tự
do” là : a = b = c = d > 0.(nói là điểm rơi tự do vì a, b, c, d không mang một giá trị cụ thể). Vậy ta cho trước a = b = c
= d dự đoán
4 40
12
3 3
Min S = + =
. Từ đó suy ra các đánh giá của các BĐT bộ phận phải có điều kiện dấu bằng
xảy ra là tập con của điều kiện dự đoán: a = b = c = d > 0.
Ta có sơ đồ điểm rơi: Cho a = b = c = d > 0 ta có:
1
1 3
3
9
3
3
a b c d
b c d c d a a b d a b c
b c d c d a a b d a b c
a b c d
α
α
α
⇒ ⇒
= = = =
+ + + + + + + +
= =
+ + + + + + + +
= = = =
Cách 1: Sử dụng BĐT Côsi ta có:
8
, , ,
, , ,
. . . . . . .
8
.
9 9 9
8
9 9 9 9
a b c d
a b c d
a b c d b c d
b c d a a
a b c d b c d c d a a b d a b c
b c d c d a a b d a b c a b c d
S
÷
+ + + +
+ + ≥
+ +
+ + + + + + + +
≥
+ + + + + + + +
=
∑ ∑
8
9
b c c d a b a b
a a b b c c d d
d a d c
a b c d
÷
+ + + + + + + + + + + +
≥
- Biªn so¹n néi dung: ThÇy NguyÔn Cao Cêng - 0904.15.16.50
10
Kü thuËt sö dông B§T C« Si
12
.12. . . . . . . . . . . . .
8
3
8 8 8 40
12
9 3 9 3
b c d c d a a b d a b c
a a a b b b c c c d d d
= =
÷
≥ + +
Với a = b = c = d > 0 thì Min S = 40/3.
3.4 Kỹ thuật đánh giá từ trung bình nhân (TBN) sang trung bình cộng (TBC)
Nếu như đánh giá từ TBC sang TBN là đánh giá với dấu “ ≥ ”, đánh giá từ tổng sang tích, hiểu nôm na là thay dấu “
+ ” bằng dấu “ . ” thì ngược lại đánh giá từ TBN sang trung bình cộng là thay dấu “ . ” bằng dấu “ + ”. Và cũng
cần phải chú ý làm sao khi biến tích thành tổng, thì tổng cũng phải triệt tiêu hết biến, chỉ còn lại hằng số.
Bài 1 : CMR
( )
( )
, , , 0ab cd a c b d a b c d+ ≤ + + ∀ >
(1)
Giải
(1) ⇔
( )
( )
( )
( )
1
ab cd
a c b d a c b d+ + + +
+ ≤
Theo BĐT Côsi ta có:
( )
1 1 1 1
1 1 1
2 2 2 2
a b c b a c b d
VT
a c b c a c b d a c b c
÷ ÷ ÷
+ +
≤ + + + = + = + =
+ + + + + +
(đpcm)
Bình luận:
• Nếu giữ nguyên vế trái thì khi biến tích thành tổng ta không thể triệt tiêu ẩn số ⇒ ta có phép biến đổi tương
đương (1) sau đó biến tích thành tổng ta sẽ được các phân thức có cùng mẫu số.
• Dấu “ ≤ ” gợi ý cho ta nếu sử dụng BĐT Côsi thì ta phải đánh giá từ TBN sang TBC
Bài 2: CMR
( )
( )
0
0
a c
c a c c b c ab
b c
> >
− + − ≤ ∀
> >
(1)
Giải
Ta có (1) tương đương với :
( )
( )
1
c b c
c a c
ab ab
−
−
+ ≤
Theo BĐT Côsi ta có:
( )
( )
( )
( )
1 1 1
1
2 2 2
c b c b c
c a c a c
c c a b
ab ab b a a b a b
÷
÷
÷
÷
÷
− −
− −
+ + = + =+ ≤ +
(đpcm)
Bài 3: CMR
( )
( )
( )
3
3
1 1 1 1 , , 0 abc a b c a b c≤+ + + + ∀ ≥
(1)
Giải
Ta có biến đổi sau, (1) tương đương:
( )
( )
( )
( )
( )
( ) ( )
( )
( )
3
3
3
3
3
1.1.1
1.1.1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1
abc
abc a b c
a b c a b c
+ ≤ + + + ⇔ + ≤
+ + + + + +
Theo
BĐT Côsi ta có:
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
.3 1
3 1 1 1 3 1 1 1 3 1 1 1 3
a b c a b c
VT
a b c a b c a b c
+ + +
≤ + + + + + = + + = =
+ + + + + + + + +
Dấu “ = ” xảy ra ⇔ a = b = c > 0.
Ta có bài toán tổng quát 1:
CMR:
( ) ( )
( )
( )
1 2 1 2 1 1 2 2
, 0 1,
n
n
n
n n n n
i i
a a a bb b a b a b a b a b i n+ ≤ + + + ∀ > =
Bài 4 : Chứng minh rằng:
2 4
16 ( ) ( ) , 0ab a b a b a b≤− + ∀ >
Giải
Ta có:
2 2
2 2
2 2 4
2 2
4 ( ) ( )
16 ( ) 4.(4 )( ) 4 4 ( )
ab a b a b
ab a b ab a b a b
≤
+ − +
− = − = = +
- Biªn so¹n néi dung: ThÇy NguyÔn Cao Cêng - 0904.15.16.50
11
Kü thuËt sö dông B§T C« Si
Bài 5: Cho
, , 0
1
a b c
a b c
>
+ + =
Chứng minh rằng
( ) ( )
( )
8
729
abc a b b c c a+ + + ≤
Giải
Sơ đồ điểm rơi:
Ta nhận thấy biểu thức có tính đối xứng do đó dấu “ = ” của BĐT sẽ xảy ra khi
1
3
a b c= = =
. Nhưng thực tế ta chỉ
cần quan tâm là sau khi sử dụng BĐT Côsi ta cần suy ra được điều kiện xảy ra dấu “ = ” là: a = b = c. Do đó ta có lời
giải sau:
( ) ( )
( )
( ) ( )
( )
3
3
3 3
ôsi
1 2 8
3 3 3 3 729
C
a b b c c a
a b c
abc a b b c c a
÷ ÷
+ + + + +
+ +
+ + + ≤ = =
Trong kỹ thuật đánh giá từ TBN sang TBC ta thấy thường nhân thêm các hằng số để sao cho sau biến tích thành tổng
các tổng đó triệt tiêu các biến. Đặc biệt là đối với những bài toán có thêm điều kiện ràng buộc của ẩn số thì việc nhân
thêm hằng số các em học sinh dễ mắc sai lầm. Sau đây ta lại nghiên cứu thêm 2 phương pháp nữa đó là phương pháp
nhân thêm hằng số, và chọn điểm rơi trong việc đánh giá từ TBN sang TBC. Do đã trình bày phương pháp điểm rơi ở
trên nên trong mục này ta trình bày gộp cả 2 phần .
- Biªn so¹n néi dung: ThÇy NguyÔn Cao Cêng - 0904.15.16.50
12
Kü thuËt sö dông B§T C« Si
3.5 Kỹ thuật nhân thêm hằng số trong đánh giá từ TBN sang TBC
Bài 1: Chứng minh rằng:
( )
( )
1 1 , 1a b b a ab a b− + − ≤ ∀ ≥
Giải
Bài này chúng ta hoàn toàn có thể chia cả 2 vế cho ab sau đó áp dụng phương pháp đánh giá từ TBN sang TBC như
phần trước đã trình bày, tuy nhiên ở đây ta áp dụng một phương pháp mới: phương pháp nhân thêm hằng số
Ta có :
( ) ( )
( )
( ) ( )
( )
ôsi
ôsi
.
.
1 1
1 1 1
2
1 1
1 1 1 .
2
2
2
C
C
b
ab
a b a b a
a
ab
b a b a b
=
=
≤
− +
− − =
− +
− − =
≤
⇒
( )
( )
1 1 +
2 2
ab ab
a b b a ab− + − ≤ =
Dấu “ = ” xảy ra ⇔
1 1 2
1 1 2
b b
a a
− = =
⇒
− = =
Bình luận:
• Ta thấy việc nhân thêm hằng số 1 vào biểu thức không hoàn toàn tự nhiên, tại sao lại nhân thêm 1 mà không phải
là 2. Thực chất của vấn đề là chúng ta đã chọn điểm rơi của BĐT theo quy tắc biên là a = b = 1/2.
Nếu không nhận thức được rõ vấn đề trên học sinh sẽ mắc sai lầm như trong VD sau.
Bài 2: Cho
, , 0
1
a b c
a b c
>
+ + =
Tìm giá trị lớn nhất:
S a b b c c a= + + + + +
Giải
Sai lầm thường gặp:
( )
( )
( )
( )
( )
( )
ôsi
ôsi
ôsi
2
2
2
1
.1
1
.1
1
.1
C
C
C
a b
a b a b
b c
b c b c
c a
c a c a
=
=
=
+ +
+ + ≤
+ +
+ + ≤
+ +
+ + ≤
⇒
( )
2 3
5
2 2
a b c
a b b c c a
+ + +
+ + + + + ≤ =
Nguyên nhân sai lầm
Dấu “ = ” xảy ra ⇔ a + b = b + c = c + a = 1 ⇒ a + b + c = 2 trái với giả thiết.
Phân tích và tìm tòi lời giải:
Do vai trò của a, b, c trong các biểu thức là như nhau do đó điểm rơi của BĐT sẽ là
1
3
a b c= = =
từ đó ta dự đoán
Max S =
6
. ⇒ a + b = b + c = c + a =
2
3
⇒ hằng số cần nhân thêm là
2
3
. Vậy lời giải đúng là:
( )
( )
( )
( )
( )
( )
ôsi
ôsi
ôsi
. .
. .
. .
2
3 2 3
3
.
2 3 2 2
2
3 2 3
3
.
2 3 2 2
2
3 2 3
3
.
2 3 2 2
C
C
C
a b
a b a b
b c
b c b c
c a
c a c a
=
=
=
+ +
+ + ≤
+ +
+ + ≤
+ +
+ + ≤
- Biªn so¹n néi dung: ThÇy NguyÔn Cao Cêng - 0904.15.16.50
13
Kü thuËt sö dông B§T C« Si
⇒
( )
.
2
2 3.
3 3
3
.2 6
2 2 2
a b c
a b b c c a
+ + +
+ + + + + ≤ = =
Bài toán trên nếu cho đầu bài theo yêu cầu sau thì học sinh sẽ có định hướng tốt hơn: Cho
, , 0
1
a b c
a b c
>
+ + =
Chứng
minh rằng:
6S a b b c c a= + + + + + ≤
. Tuy nhiên nếu nắm được kỹ thuật điểm rơi thì việc viết đầu bài
theo hướng nào cũng có thể giải quyết được.
Bài 3: Cho
0 3
0 4
x
y
≤ ≤
≤ ≤
Tìm Max A = (3 – x )(12 – 3y)(2x + 3y)
Giải
A =
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
3
ôsi
6 2x 12 3 2x+3y
1
6 2 12 3 2 3 36
6 3
C
y
x y x y
− + − +
− − + ≤ =
Dấu “ = ” xảy ra ⇔ 6 -2x = 12 - 3y = 2x + 3y = 6 ⇔
0
2
x
y
=
=
Bình luận:
• Việc chọn điểm rơi trong bài toán này đối với học sinh thường bị lúng túng. Tuy nhiên cắn cứ vào yêu cầu khi
đánh giá từ TBN sang TBC cần phải triệt tiêu hết biến cho nên căn cứ vào các hệ số của tích ta nhân thêm 2 vào
thừa số thứ nhất là một điều hợp lý.
Bài 4: Cho x, y > 0. Tìm Min f(x, y) =
( )
3
2
x y
xy
+
Giải
Ta có:
( ) ( ) ( )
( ) ( )
2
3 3
3
1 1 4x+2y+2y 1 4 4
4x 2 2
16 16 3 16 3 27
xy y y x y x y
÷
= ≤ = + = +
⇒ f(x,y) =
( ) ( )
( )
3 3
2
3
4 4
f( , )
4
27 27
27
=
x y x y
Min x y
xy
x y
≥ =
+ +
⇒
+
Dấu “ = ” xảy ra ⇔ 4x = 2y = 2y ⇔ y = 2x > 0. Đó là tập hợp tất cả các điểm thuộc đường thẳng y = 2x với x dương.
Thực ra việc để hệ số như trên có thể tùy ý được miễn là sao cho khi sau khi áp dụng BĐT Côsi ta biến tích thành tổng
của x + y. ( Có thể nhân thêm hệ số như sau: 2x.y.y).
Bình luận:
• Trong bài toán trên yêu cầu là tìm Min nên ta có thể sử dụng kỹ thuật đánh giá từ TBN sang TBC cho phần ở
dưới mấu số vì đánh giá từ TNB sang TBC là đánh giá với dấu “ ≤ ” nên nghịch đảo của nó sẽ là “ ≥ ”.
• Ta cũng có thể đánh giá tử số từ TBC sang TBN để có chiều “ ≥ ”
Bài toán tổng quát 1:
Cho
(
)
2 3
1 2 3
1 2 3
2 3
1 2 3 4
1
, , 0.
. .
n
n
n
n
x x x x
x x x x Tìm Min f
x x x x
+ + + +
+ + +
> =
Bài 5: Chứng minh rằng:
2
1 (1) ( 1)
n
n n N n
n
< + ∀ ∈ ≥
Giải
Với n = 1, 2 ta nhận thấy (1) đúng.
Với n ≥ 3 ta có:
- Biªn so¹n néi dung: ThÇy NguyÔn Cao Cêng - 0904.15.16.50
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét