Cho các số thực x,y thỏa mãn x + y = 2 Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức P= -12(x-1).(y-1)+√xy.
Áp dụng bất đẳng thức ab≤ với mọi a,b ta có
x ≤ , y ≤ . (*)
Suy ra 2 = x + y ≤ 2.
Do đó (*) xảy ra dấu đẳng thức.
Điều đó tương đương với x = và y =
Suy ra x, y ≥ 0 và x2 + y2 = 2. Đặt t = x + y.
Khi đó 0 ≤ t ≤ = 2.
Ta có : P =(x+y)3 + 12(x+y) - 12xy - 12 + √xy
≤(x+y)3 + 12(x+y) - 12 - 12 +
≤ t3 + 12t - 6t2 + 1 = t3 - 6t2 + 12 t+ 1
Xét hàm f(t)=t3-6t2+12t+1 trên . Ta có
f'(t) = 3t2 - 12t + 12 =3 >0, với mọi t(0;2).
Suy ra f(t) đồng biến trên . Do đó f(t)≤ f(2) = 9. Suy ra P ≤ 9
Dấu đẳng thức xảy ra khi ra t = 2 hay x = y = 1
Vậy giá trị lớn nhất của P là 9, đạt khi x = y = 1.