Тема . Классические неравенства

Неравенство КБШ для наборов, КБШ для дробей (неравенство Седракяна)

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#67959

Сумма положительных чисел a,b,c  и d  не превосходит 4.  Найдите наибольшее значение выражения

∘4------- ∘4-------  4∘-------  4∘-------
  a(b +2c)+  b(c+ 2d)+  c(d +2a)+  d(a+ 2b)
Подсказки к задаче

Подсказка 1

Нам дано условие на сумму чисел, а тут стоят какие-то корни с произведениями...Тогда может стоит использовать неравенство о средних? Но просто используя нер-во о средних для двух сомножителей, ничего не выходит хорошего. На что стоит обратить внимание: у нас корень 4 степени, а множителей всего два...

Подсказка 2

Тогда нужно найти еще два множителя) И второе: хочется, чтобы максимум достигался при всех единичках. С помощью этого можно подобрать числа, которые надо вставить внутри корня, чтобы получилось хорошее нер-во)

Показать ответ и решение

Первое решение. По неравенству о средних для четырех чисел имеем

∘ ------- ∘43a-(b+-2c)⋅3⋅3-   1  3a+ b+ 2c+6
4 a(b+ 2c)= -----√433----- ≤ 4√33 ⋅----4-----

Просуммируем это неравенство с тремя аналогичными и получим, что

4∘a(b+2c)+ 4∘b(c+2d)+ 4∘c(d+2a)+ 4∘d(a+-2b)≤

      (                                                   )
≤ √14-3 3a+-b+-2c-+6 + 3b+-c+-2d-+6 + 3c+-d+-2a+6 + 3d-+a+-2b+-6 =
    3       4            4            4             4

= √1--⋅ 6(a-+b+-c+d)+-24≤ √12-= 44√3
   433         4          433

Равенство достигается, когда a= b= c= d= 1.

Второе решение. По неравенству Коши–Буняковского для наборов чисел    √-    √-
4√a, 4b, 4√c, 4d  и   ----- -----  ----- -----
4√ b+2c, 4√c+ 2d, 4√ d+2a, 4√a +2b  имеем

( -------    -------   -------   ------)         -
 4∘a(b+ 2c)+ 4∘ b(c+ 2d)+ 4∘ c(d+ 2a)+ 4∘ d(a +2b)2 ≤(√a+ √b+ √c+

+√d)(√b-+2c+ √c+-2d+√d-+-2a-+√a-+2b)

А по неравенству Коши–Буняковского для наборов √a,√b,√c,√d  и 1,1,1,1  имеем

(√a-+ √b+ √c+ √d)2 ≤ (a +b+ c+ d)(1+ 1+ 1+1)≤ 42

Значит, √a+ √b+ √c+ √d ≤4.  Аналогично по неравенству Коши–Буняковского для наборов √b+-2c,√c+-2d,√d-+2a,√a+-2b  и 1,1,1,1  имеем

(√ ----- √-----  √----- √ ----)2
   b+2c+  c+ 2d+  d+ 2a+  a+ 2b  ≤ ((b+ 2c)+ (c+2d)+ (d+ 2a)+

+ (a +2b))(1+ 1+1 +1)= 12(a+ b+ c+d)≤ 48

Значит, √b+-2c+√c-+2d+ √d+-2a+ √a+-2b≤4√3.  Следовательно,

                                         ∘ -----
∘4a-(b-+2c)+∘4b-(c+-2d)+ 4∘c(d-+2a)+ 4∘d(a+-2b)≤   4⋅4√3 = 44√3

Равенство достигается, когда a= b= c= d= 1.

Третье решение. По неравенству Коши–Буняковского для наборов чисел 4√- 4√-
 a, b  , 4√- 4√-
 c, d  и √4-----4√-----√4-----4√ -----
  b+2c, c+ 2d, d+ 2a,  a+2b  имеем

(∘-------  ∘ ------- ∘ ------- ∘ ------)2   √-  √-  √-
 4a(b+ 2c)+ 4 b(c+ 2d)+ 4 c(d+ 2a)+ 4 d(a +2b)  ≤( a+  b+  c+

 √ -(√ ----- √----- √ ----- √ ----)
+  d)   b+2c+  c+ 2d+  d+ 2a +  a+2b

Оценим по-отдельности сомножители в правой части. По неравенству о средних для двух чисел  -
√x ≤ 12(x+ 1),  поэтому

√a+ √b+ √c+ √d≤ a-+1 + b+-1+ c+-1+ d+-1 = a-+b+-c+-d+4 ≤ 4
                  2     2     2     2         2

Аналогично по неравенству о средних для двух чисел

√-∘-----  ∘ --------  1
 3 x +2y =  (x +2y)⋅3≤ 2(x +2y+ 3)

Значит,

√-----  √----- √ ----- √-----  b+ 2c+3   c+2d+ 3  d+ 2a+ 3
 b +2c+  c+ 2d +  d+2a+  a +2b≤ --2√3-- + --2√3---+ --2√3---+

+a-+2√b+-3= 3(a+b+-c√+-d)+12= 4√3
   2  3          2 3

Следовательно,

∘4------- ∘4-------  4∘-------  4∘-------  ∘ --√--   4√-
  a(b +2c)+  b(c+ 2d)+  c(d +2a)+  d(a+ 2b)≤   4⋅4  3= 4 3

Равенство достигается, когда a= b= c= d= 1.

Ответ:

 4√43

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!