Loading [MathJax]/jax/output/SVG/jax.js

9-шы халықаралық Жәутіков олимпиадасы, 2013 жыл


Пусть a,b,c,d>0, abcd=1. Докажите неравенство (a1)(c+1)1+bc+c+(b1)(d+1)1+cd+d+(c1)(a+1)1+da+a+(d1)(b+1)1+ab+b0.
посмотреть в олимпиаде

Комментарий/решение:

пред. Правка 4   3
4 года 9 месяца назад #

Решение:

(a1)(c+1)1+bc+c+(b1)(d+1)1+cd+d+(c1)(a+1)1+ad+a+(d1)(b+1)1+ab+b0

Преобразуем неравенство и получим

ac+a+bc1+bc+c+bd+b+cd1+cd+d+ac+c+ad1+ad+a+db+d+ab1+ab+b4.

Используя неравенство между средним арифметическим и средним геометрическим получаем:

ac+a+bc1+bc+c+bd+b+cd1+cd+d+ac+c+ad1+ad+a+db+d+ab1+ab+b

44ac+a+bc1+bc+cbd+b+cd1+cd+dac+c+ad1+ad+adb+d+ab1+ab+b4

(ac+a+bc)(bd+b+cd)(ac+c+ad)(db+d+ab)(1+bc+c)(1+cd+d)(1+ad+a)(1+ab+b)(1)

Воспользуемся условием задачи. Так как произведение переменных равно единице, то найдется такие числа x,y,z и t , что ya=x,zb=y,tc=z,xd=t.

abcd=1x,y,z,t:ya=x,zb=y,tc=z,xd=t

Неравенство (1) в новых обозначениях выглядит так:

(1)(xz+xt+y2)(yx+yt+z2)(zx+zy+t2)(ty+tz+x2)xyzt(y+z+t)(x+z+t)(x+y+t)(x+y+z)(2)

Применяем неравенство Коши-Буняковского:

(xz+xt+y2)(z+t+x)=((xz+t)2+y2)((z+t)2+(x)2)(xz+tz+t+yx)2=

=x(z+t+y)2(z+t+x)(xz+xt+y2)x(z+t+y)2(3)

Применяя неравенство (3) для других переменных, затем перемножив эти неравенства ‚ мы и получим требуемое неравенство (2).

Замечание: Равенство достигается в том и только том случае, когда x=y=z=t или a=b=c=d=1.

пред. Правка 3   6
4 года 9 месяца назад #

Отпечатка в (3), в левой части неравенства забыта скобка (z+t+x), а в правой части скобка (z+t+y) должна быть в квадрате

(Если не учитывать опечатку, и умножить неравенства получение из КБШ, то следует требуемое)

  0
3 года 2 месяца назад #

Давайте к каждой дроби прибавим один и получим:(!)a+ac+bcbc+c+14

Сделаем замену:a=xy;b=yz;c=zt;d=tx. И задача преобразуется в:(!)x(y2x+z+t)y(y+z+t)4

Используем AMGM и остаётся доказать что:(!)(y2x+z+t)(x+y+z)1 Для каждого сверху используем по Коши:

(x2t+y+z)(x+y+z)2(t+y+z) и получим что надо было доказать. Кстати эту задачу решил только один человек (что странно).