Khó quá, em bỏ cuộc rồi, mọi người giúp vs! Em cảm ơn nhiều ạ.
Giải sử a, b, c là các số thực dương thỏa mãn a + b + c =1. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(P=\frac{a^2}{(b+c)^2+5bc}+\frac{b^2}{(c+a)^2+5ca}-\frac{3}{4}(a+b)^2\)
Áp dụng BĐT Côsi \(\frac{a^2}{(b+c)^2+5bc}\geq \frac{a^2}{(b+c)^2+\frac{5}{4}(b+c)^2}=\frac{4a^2}{9(b+c)^2}\) Tương tự \(\frac{b^2}{(c+a)^2+5ca}=\frac{4b^2}{9(c+a)^2}\) \(\frac{a^2}{(b+c)^2+5bc}+\frac{b^2}{(c+a)^2+5ca}\geq \frac{4}{9} \left ( \frac{a^2}{(b+c)^2}+\frac{b^2}{(c+a)^2} \right )\geq \frac{2}{9}\left ( \frac{a}{b+c}+\frac{b}{c+a} \right )\) \(=\frac{2}{9}\left ( \frac{a^2+b^2+c(a+b)^2}{ab+c(a+b)+c^2} \right ) \geq \frac{2}{9}\left ( \frac{\frac{(a+b)^2}{2}+c(a+b)}{\frac{(a+b)^2}{4}+c(a+b)+c^2} \right )^2\) \(=\frac{2}{9}\left ( \frac{2(a+b)^2+4c(a+b)}{(a+b)^2+4c(a+b)+4c^2} \right )^2\) Vì \(a+b+c=1\Leftrightarrow a+b=1-c\) nên ta có \(P\geq \frac{2}{9}\left ( \frac{2(1-c)^2+4c(1-c)}{(1-c)^2+4c(1-c)+4c^2} \right )^2 -\frac{3}{4}(1-c)^2\) \(=\frac{8}{9}(1-\frac{2}{c+1})^2-\frac{3}{4}(1-c)^2 \ \ (1)\) Xét há số \(f(c)=\frac{8}{9}(1-\frac{2}{c+1})^2-\frac{3}{4}(1-c)^2,c\in (0;1)\) \(f'(c)=\frac{16}{9}(1-\frac{2}{c+1}).\frac{2}{(c+1)^2}-\frac{3}{2}(c-1)\) \(f'(c)=0\Leftrightarrow c=\frac{1}{3}\) Bảng biến thiên
Dựa vào bảng biến thiên ta có \(f(c)\geq -\frac{1}{9},\forall c\in (0;1)\) (2) Từ (1) và (2) suy ra \(P\geq -\frac{1}{9}\), dấu bằng xảy ra khi a = b = c = \(\frac{1}{3}\) Vậy giá trị nhỏ nhất của P là \(-\frac{1}{9}\)