Западно-Китайская математическая олимпиада, 2007 год
Комментарий/решение:
Решение с книги:
Если $$a< \frac{9}{5}\Leftrightarrow (a-1)^{2}(5a-9)\leq 0$$
$$\Leftrightarrow 5a^3-19a^2+23a-9\leq 0$$
$$\Leftrightarrow (3-a)(5a^2-4a+11)\geq 24$$
$$\Leftrightarrow \frac{1}{5a^2-4a+11}\leq \frac{1}{24}(3-a)$$
И если $a,b,c<9/5$, делаем для каждого и получаем что сумма меньше равно $1/4$.
Теперь осталось выбрать вариант при котором одно из чисел больше или равно $9/5$ (двух и более быть не может, сумма будет превышать 3).Б.О.О. пусть это будет $a$.
$$5a^2-4a+11=5a(a-4/5)+11 \geq 5*9/5*5/5+11=20$$
$$\Rightarrow \frac{1}{5a^2-4a+11}\leq \frac{1}{20}$$
Теперь рассмотрим $b$ и $c$, если посмотреть с точки того что $(4b^2+1)\geq 4b$ по $AM$ $GM$, то $5a^2-4a+11 > 10$
$$\rightarrow \frac{1}{5b^2-4b+11}< \frac{1}{10}$$
Так же делаем и для $c$, получаем что сумма $<1/20+1/10+1/10=1/4$
Чтобы применить неравенство Йенсена, $f - $ должна быть вогнута вообще везде, так как $a, b, c \in \mathbb{R}$.
В то же время
$$f^{''}(x) = \frac{2(-4 + 10x)^2}{(11 - 4x + 5x^2)^3} - \frac{10}{(11 - 4x + 5x^2)^2}$$
То есть
$$f^{''}(2) = \frac{282}{12167} $$
Но чтобы она была вогнута везде $f^{''}(2) < 0$, что неправда
Возможно, что при неправильном наборе формул, они будут
доредактированы модератором. При этом содержание не будет меняться.