Chứng minh rằng với mọi số thực dương x, y, z thoả mãn x(x + y + z) = 3yz, ta có: (x + y)3 + ( x + z)3 + 3(x + y)(x + z)(y + z) ≤ 5(y + z)3
Đặt a = x + y, b = x + z và c = y + z.
Điều kiện x( x + y + z) = 3 yz trở thành: c2 = a2 + b2 - ab
Bất đẳng thức cần chứng minh tương đương:
a 3 + b3 + 3abc ≤ 5c3 ; a, b, c dương thoả mãn điều kiện trên.
c2 = a2 + b2 - ab = (a + b)2 - 3ab ≥ (a + b)2 – (a + b)2 = (a + b)2 ⇒ a + b ≤ 2c (1)
a3 + b3 + 3abc ≤ 5c3 ⇔ (a + b)(a2 + b2 – ab) + 3abc ≤ 5c3
⇔ (a + b)c2 + 3abc ≤ 5c3 ⇔ (a + b)c + 3ab ≤ 5c2
(1) cho ta: (a + b)c ≤ 2c2 và 3ab ≤ (a + b)2 ≤ 3c2; từ đây suy ra điều phải chứng minh
Dấu bằng xảy ra khi: a = b = c ⇔ x = y = z