Cho x, y, z là các số thực dương thỏa mãn \(x^2+y^2+2z^2\geq 2(1-xy)\). Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức:\(P=5(x^2+y^2+z^2)-(x+y+\sqrt{2}z)^2-\sqrt{\frac{(x+y)^2+2z^2}{2}}\)
Từ \((x-y)^2+(\sqrt{2}x-z)^2+(\sqrt{2}y-z)^2\geq 0\) Suy ra \((x+y+\sqrt{2}z)^2\leq 4(x^2+y^2+z^2)(1)\) Mặt khác \(\sqrt{\frac{(x+y)^2+2z^2}{2}}\leq \sqrt{\frac{2(x^2+y^2)+2z^2}{2}}= \sqrt{x^2+y^2+z^2} \ \ (2)\) Từ (1) và (2) suy ra \(P\geq x^2+y^2+z^2-\sqrt{x^2+y^2+z^2}\) Lại đặt \(t=x^2+y^2+z^2,t\geq \frac{(x+y)^2+2z^2}{2}\geq 1\) (do (*)) Ta được \(P\geq t-\sqrt{t}\) Xét hàm số \(f(t)=t-\sqrt{t}\) với \(t\geq 1\) Ta có \(f'(t)=1-\frac{1}{2\sqrt{t}}>0\) với mọi \(t\geq 1\), nên hàm số f(t) đồng biến trên \([1;+\infty )\) Suy ra \(f(t)\geq f(1)=0\Rightarrow P\geq 0\) Do đó GTNN của P là 0, đạt được khi \(\left\{\begin{matrix} x^2+y^2+z^2=1\\ x=y=\frac{z}{\sqrt{2}}>0 \end{matrix}\right.\Leftrightarrow \left\{\begin{matrix} x=y=\frac{1}{2}\\ z=\frac{\sqrt{2}}{2} \end{matrix}\right.\)