Cho a,b,c là độ dài 3 cạnh của một tam giác có chu vi bằng 2. Tìm GTNN của biểu thức
P = 4( + + ) + 15abc
Ta có:
a2 ≥ a2 – ( b – c)2 = (a – b + c)(a + b – c) (1)
b2 ≥ b2 – ( c – a)2 = (b – c + a)(b + c – a) (2)
c2 ≥ c2 – ( a – b)2 = (c – a + b)(c + a – b) (3)
Dấu "=" xảy ra khi a=b=c.
Do a, b, c là độ dài 3 cạnh của tam giác nên các vế của (1),(2),(3) đều dương.
Nhân vế với vế (1),(2),(3) ta được:
abc ≥ (a + b – c)(b + c – a)(c + a – b) (*)
Từ a + b + c = 2 nên (*) tương đương với abc ≥ (2 - 2a)(2 -2b)(2 - 2c)
<=> 8 - 8(a + b + c) + 8 (ab + bc + ca) - 9abc 0
<=> 8 + 9abc - 8(ab + bc + ca) ≥ -8 (**)
Ta có : + + = (a + b + c)3 - 3(a + b + c) (ab + bc + ca) + 3abc
= 8 - 6(ab + bc + ca) + 3abc
Từ đó 4( + + ) + 15abc = 7abc - 24(ab + bc + ca) + 32 ≥ 3.(-8) + 32 = 8.
Dấu "=" xảy ra <=> a=b=c= .
Do đó GTNN của P = 8 khi a=b=c= .