Cho các số thực dương a, b, c. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức:
P =
Áp dụng bất đẳng thức Cô-si ta có 3b2c ≤ 2b3 + c3 (*).
Dấu “=” xảy ra khi b = c
Ta sẽ chứng minh: b3 + c3 ≥ (**), với ∀b, c > 0.
Thật vậy (**)
<=> 4(b3 + c3) ≥ b3 + c3 + 3b2c + 3bc2
<=> b3 + c3 – b2c – bc2 ≥ 0 <=> (b + c)(b - c)2 ≥ 0, luôn đúng ∀b, c > 0
Dấu “=” xảy ra khi b = c
Áp dụng (*) và (**) ta được P ≥ = 4t3 + (1 – t)3
, với t = , t ε (0;1)
Xét f(t)= 4t3 + (1 - t)3 với t ε (0;1)
f’(t) = 12t2 – (1 - t)2 ; f’(t) = 0 <=> t =
Suy ra f(t) ≥
Dấu "=" xảy ra khi t =
=> P ≥ . Dấu "=" xảy ra khi <=> 2a = b = c
Vậy giá trị nhỏ nhất của P là khi 2a = b = c