Cho các số thực dương x,y,z thỏa mãn điều kiện x+y+z=0. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức P=3|x-y|+3|y-z|+3|z-x|-.
Trước tiên ta đi chứng mình:
3t ≥t+1, t≥0 (*)
Thật vậy, xét hàm số f(t)=3t –t-1 trên tập D=[0;+ ∞) ta có:
f’(t)=3t.lnt-1>0,t∈D => hàm số đồng biến trên D
=>f(t) ≥f(0)=0
Bất đẳng thức (*) đúng và dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi t=0.
Áp dụng (*) ta được:
3|x-y|+3|y-z|+3|z-x| ≥|x-y|+|y-z|+|z-x|+3 (1)
Áp dụng bất đẳng thức |a|+|b|≥|a+b|, ta được:
(|x-y|+|y-z|+|z-x|)2= |x-y|2+|y-z|2+|z-x|2+2|x-y|.|y-z|+2|y-z|.|z-x|+2|x-z|.|x-y|
=|x-y|2+|y-z|2+|z-x|2+|x-y|(|y-z|+|z-x|)+|y-z|(|z-x|+|x-y|)+|z-x|(|x-y|+|y-z|)
≥2(|x-y|2+|y-z|2+|z-x|2)
<=> |x-y|+|y-z|+|z-x| ≥
=
= (2)
Từ (1) và (2) suy ra P ≥3, => Pmin=3 đạt được khi:
<=> x=y=z=0