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#98105

Докажите, что если a2 +b2+ c2 +d2 = 2,  то

   a       b       c       d
(b+-c)3 + (c+d)3 + (d+-a)3 + (a+-b)3 ≥1
Подсказки к задаче

Подсказка 1

С суммой дробей работать тяжело, почему хочется из них сделать одну. С этим справляется неравенство Гельдера. Вот только к каким набором его применить? Попробуйте разные.

Подсказка 2

Приведите числители к виду x^4 и примените неравенство Гельдера. Это мы сделали, чтобы знаменатель остался кубом, а числитель стал степенью на 1 выше. Как доказать оставшееся неравенство?

Подсказка 3

Осталось доказать, что (a+b+c+d)^4 ≥ 8(ab+cd+bc+da+2ac+2bd)^3. Вспомните неравенство о средних и докажите оставшуюся часть задачи.

Показать доказательство

Давайте сначала поработаем с левой частью. В каждом слагаем сделаем знаменатель вида x4 :

---a--  ---b--  ---c--  ---d--   --a4---- ---b4--   --c4---- ---d4---
(b+ c)3 + (c+ d)3 + (d+ a)3 +(a+ b)3 = (ab+ ac)3 + (bc+bd)3 + (cd+ ca)3 + (da+ db)3

Теперь применим неравенство Гёльдера для четырёх переменных:

    4        4        4         4                     4
---a--3-+---b---3 +---c--3-+---d---3 ≥------(a+-b+c+-d)-----3
(ab+ ac)  (bc+bd)   (cd+ ca)  (da+ db)   (ab+dc+ bc+da+ 2ac+2bd)

Также по неравенству о среднем квадратичном и арифметическим:         ∘ ----------
a+b+c+d ≤  a2+b2+c2+d2, (a+ b+ c+d)2 ≤ 8.
   4          4  Теперь поработаем с правой частью: домножим числитель на 8,  а знаменатель — на (a+ b+ c+d)2 ≤ 8  Получим следующее неравенство:

------(a+-b+c+-d)4------ ≥ -----8------
(ab+ac+ bc+da+ 2ac+2bd)3   (a+ b+ c+d)2

Теперь давайте домножим на знаменатели и возьмём корень 3  степени:

(a+ b+ c+d)2 ≥ 2(ab+ ac +bc+ da +2ac+ 2bd)

После приведения подобных слагаемых получаем  2  2   2  2
a + b+ c + d ≥2ac+ 2bd,  что очевидно. Тогда, зная, что            2
(a+ b+ c+d) ≤ 8,  получаем требуемое неравенство.

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!