Cho x, y, z là ba số thực dương thỏa mãn: x + y + z \(\geq 3\). Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: \(P=\frac{x^2}{yz+\sqrt{8+x^3}}+\frac{y^2}{zx+\sqrt{8+y^3}}+\frac{z^2}{xy+\sqrt{8+z^3}}\)
Ta có BĐT: \(\frac{a^2}{x}+\frac{b^2}{y}+\frac{c^2}{z}\geq \frac{(a+b+c)^2}{x+y+z} \ (*)\) với a, b, c, x, y, z > 0 và chứng minh Áp dụng (*) ta có: \(P\geq \frac{(x+y+z)^2}{xy+yz+zx+\sqrt{8+x^3}+\sqrt{8+y^3}+\sqrt{8+z^3}}\) Ta có: \(\sqrt{8+x^3}=\sqrt{(2+x)(4-2x+x^2)}\leq \frac{2+x+4-2x+x^2}{2}=\frac{6-x+x^2}{2}\) \(\sqrt{8+y^3}=\sqrt{(2+y)(4-2y+y^2)}\leq \frac{2+y+4-2y+y^2}{2}=\frac{6-y+y^2}{2}\) \(\sqrt{8+z^3}=\sqrt{(2+z)(4-2z+z^2)}\leq \frac{2+z+4-2z+z^2}{2}=\frac{6-z+z^2}{2}\) Suy ra: \(P\geq \frac{2(x+y+z)^2}{2xy+2yz+2zx+18-(x+y+z)+x^2+y^2+z^2}\) \(=\frac{2(x+y+z)^2}{(x+y+z)^2-(x+y+z)+18}\) Đặt \(t=x+y+z(t\geq 3).\) Khi đó \(P\geq \frac{2t^2}{t^2-t+18}\) Xét hàm số: \(f(t)=\frac{2t^2}{t^2-t+18}\) với \(t\geq 3\) Ta có: \(f'(t)=\frac{2(-t^2+36t)}{t^2-t+18},f'(t)=0\Leftrightarrow t=36\) BBT:
Từ BBT ta có: GTNN của P là: \(\frac{3}{4}\) khi t = 3 Vậy GTNN của P là: \(\frac{3}{4}\) khi x = y = z = 1