Hôm nay thầy em giao bài này về nhà mà em không có biết làm, mn giúp em vs!
Cho a, b, c là ba số thực dương thỏa mãn a + b + c = 1. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: \(P=\frac{a^2}{(1-a)^2+5bc}+\frac{16b^2-27(a+bc)^2}{36(a+c)^2}\)
Ta lại có \(\frac{a^2}{(b+c)^2+5bc}\geq \frac{a^2}{(b+c)^2+\frac{5}{4}(b+c)^2}=\frac{4a^2}{9(b+c)^2}\) \(P\geq \frac{4a^2}{9(b+c)^2}+\frac{4b^2}{9(a+c)^2}-\frac{3}{4}(a+b)^2\geq \frac{2}{9}\left ( \frac{a}{b+c} +\frac{b}{a+c}\right )^2-\frac{3}{4}(a+b)^2\) \(\geq \frac{2}{9}\left ( \frac{a^2}{ab+ac}+\frac{b^2}{ba+bc} \right )-\frac{3}{4}(a+b)^2\geq \frac{2}{9}\left ( \frac{(a+b)^2}{ab+ac+ba+bc} \right )-\frac{3}{4}(a+b)^2\) \(\geq \frac{2}{9}\left ( \frac{(a+b)^2}{2ab+(a+b)c} \right )^2-\frac{3}{4}(a+b)^2\geq \frac{9}{2}\left ( \frac{(a+b)^2}{\frac{(a+b)^2}{2}+(a+b)c} \right )-\frac{3}{4}(a+b)^2\) \(\Rightarrow P\geq \frac{2}{9}\left ( \frac{(1-c)^2}{\frac{(1-c)^2}{2}+(1-c)} \right )-\frac{3}{4}(1-c)^2=\frac{8}{9}\left ( \frac{1-c}{1+c} \right )^2-\frac{3}{4}(1-c)^2\) Ta có \(\frac{9}{8}\left ( \frac{1-c}{1+c} \right )^2-\frac{8}{9}(1-\frac{2}{1+c})^2-\frac{3}{4}(1-c)^2\) \(\Rightarrow P\geq \frac{8}{9}(1-\frac{2}{1+c})^2-\frac{3}{4}(1-c)^2\) Theo giả thiết a, b, c > 0 thỏa mãn a + b + c = 1 \(\Rightarrow c\in (0;1)\) Xét hàm số \(f(c)=\frac{8}{9}\left ( 1-\frac{2}{1+c} \right )^2-\frac{3}{4}(1-c)^2\) Ta có \(f'(c)=\frac{16}{9}\left ( 1-\frac{2}{c+1} \right )\frac{2}{(c+1)^2}-\frac{3}{2}(c-1)\) \(f'(c)=0\Leftrightarrow \frac{32}{9}(c-1)\left ( \frac{1}{c+1}-\frac{27}{64} \right )=0\Leftrightarrow c=\frac{1}{3}\) vì \(c\in (0;1)\) Bảng biến thiên
Từ BBT \(\Rightarrow f(c)\geq -\frac{1}{9},\forall c\in (0;1)\). Do đó \(P\geq -\frac{1}{9}\) Vậy \(MinP=-\frac{1}{9}\) giá trị nhỏ nhất đạt được khi \(a=b=c=\frac{1}{3}\)