Тема . Классические неравенства

Неравенство о средних

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела классические неравенства
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#91957

Числа a,b,c  положительны и удовлетворяют соотношению

a+ b+c= 1.

Найдите наименьшее возможное значение выражения

1+a-⋅ 1+-b⋅ 1+-c
1− a 1− b 1− c

Источники: ДВИ - 2024, вариант 241, задача 6 (pk.math.msu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Не совсем понятно, как искать минимум выражения именно такого вида. Быть может, попробуем как-то использовать условие?

Подсказка 2

Сразу бросается в глаза знаменатель, каждый из которых можно заменить на сумму двух других переменных. Но как именно работать с числителем? Да и числа положительные… На какое неравенство это может намекать?

Подсказка 3

На неравенство о средних! То есть нам надо каждую из дробей вида (1+a)/(b+c) (аналогично выглядят остальные) как-то попробовать оценить с помощью него. Оценивать знаменатель с помощью неравенства о средних нельзя, т.к. мы только увеличим значение дроби. Значит, надо как-то поработать с числителем. Что можно попробовать сделать?

Подсказка 4

Заменить единичку на a+b+c. Но тогда в каждом из числителей появится удвоенное произведение одной из букв, а еще для удобства хотелось бы, чтобы в выражении было как можно больше одинаковых частей. Как тогда быть с удвоенным произведением?

Подсказка 5

Можно попробовать разбить его на 2 слагаемых! Тогда в числителе у нас будет сумма двух сумм. Смотрите-ка, теперь у нас и в числителях, и знаменателях есть одинаковые выражения ;) как с ними можно работать?

Подсказка 6

Сделаем замену каждой из сумм a+b, b+c, c+a и воспользуемся уже известным неравенством ;)

Показать ответ и решение

Заменим все единицы на a+ b+ c.  Тогда

(a-+b)+(a+-c) (b-+a)+-(b+-c) (c+a)+-(c+-b)
    b+c     ⋅    a+ c    ⋅    a+ b

Обозначим знаменатели новыми неизвестными: b+c= x,  a+ c= y,  a+ b=z.  Получается

(a+-b)b++-(ca+c)⋅ (b+-aa)++(cb+c)⋅ (c+-aa)++(bc+b)= y-+xz ⋅ x+y-z⋅ x+z-y

По неравенству о средних

y+ z ≥2√yz, x+z ≥2√xz, x +y ≥2√xy

Подставив эту оценку в полученное выражение, получаем

y+-z⋅ x+-z⋅ x-+y ≥ 8xyz-= 8
 x     y    z    xyz

При x= y = z  достигается равенство, так как в этом случае достигается равенство в неравенстве о средних. Сделав обратную замену, получаем b+c =a +c= a+ b,  что эквивалентно a= b= c.  Так как a +b+ c= 1,  то a= b= c= 1.
         3

Ответ: 8

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!