Giao diện mới của VnDoc Pro: Dễ sử dụng hơn - chỉ tập trung vào lớp bạn quan tâm. Vui lòng chọn lớp mà bạn quan tâm: Lưu và trải nghiệm

Bất đẳng thức Bunhiacopxki

Bất đẳng thức Bunhiacopxki là một dạng toán thường gặp trong các đề thi tuyển sinh vào lớp 10 môn Toán. Để giúp các em học sinh nắm vững kiến thức phần này, VnDoc gửi tới các bạn tài liệu Bất đẳng thức Bunhiacopxki. Tài liệu được VnDoc biên soạn bao gồm một số kiến thức cần nhớ về bất đẳng thức Bunhiacopxki và một số bài tập vận dụng cho các em tham khảo luyện tập. Mời các bạn tham khảo chi tiết bài viết dưới đây nhé.

Bản quyền thuộc về VnDoc.
Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép nhằm mục đích thương mại.

I. Một số kiến thức cần nhớ về bất đẳng thức Bunhiacopxki

1) Giới thiệu về bất đẳng thức Bunhiacopxki

• Bất đẳng thức Bunhiacopxki có tên gọi chính xác là bất đẳng thức Cauchy – Bunhiacopxki – Schwarz, do ba nhà toán học độc lập phát hiện và đề xuất, có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực toán học. Thường được gọi theo tên nhà Toán học người Nga Bunhiacopxki.

• Bất đẳng thức này rất quen thuộc và thường được ứng dụng rất nhiều trong các bài toán về bất đẳng thức và cực trị.

2) Công thức của bất đẳng thức Bunhiacopxki

• Bất đẳng thức Bunhiacopxki dạng cơ bản:

\left( {{a^2} + {b^2}} \right)\left( {{c^2} + {d^2}} \right) \ge {\left( {ac + bd} \right)^2}(a2+b2)(c2+d2)(ac+bd)2

Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \frac{a}{c} = \frac{b}{d}ac=bd

• Bất đẳng thức Bunhiacopxki cho 2 bộ số:

Với hai bộ số (a1, a2, ..., an)(b1, b2, ..., bn) ta có:

\left( {a_1^2 + a_1^2 + ... + a_n^2} \right)\left( {b_1^2 + b_2^2 + ... + b_n^2} \right) \ge {\left( {{a_1}{b_1} + {a_2}{b_2} + ... + {a_n}{b_n}} \right)^2}(a12+a12+...+an2)(b12+b22+...+bn2)(a1b1+a2b2+...+anbn)2

Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \frac{{{a_1}}}{{{b_1}}} = \frac{{{a_2}}}{{{b_2}}} = ... = \frac{{{a_n}}}{{{b_n}}}a1b1=a2b2=...=anbn

• Với quy ước nếu một số nào đó (i = 1, 2, 3, …, n) bằng 0 thì tương ứng bằng 0

3) Chứng minh bất đẳng thức Bunhiacopxki dạng cơ bản

Ta có: \left( {{a^2} + {b^2}} \right)\left( {{c^2} + {d^2}} \right) \ge {\left( {ac + bd} \right)^2}(a2+b2)(c2+d2)(ac+bd)2

\begin{array}{l}
 \Leftrightarrow \left( {{a^2} + {b^2}} \right)\left( {{c^2} + {d^2}} \right) \ge {\left( {ac + bd} \right)^2}\\
 \Leftrightarrow {\left( {ac} \right)^2} + {\left( {ad} \right)^2} + {\left( {bc} \right)^2} + {\left( {bd} \right)^2} \ge {\left( {ac} \right)^2} + 2abcd + {\left( {bd} \right)^2}\\
 \Leftrightarrow {\left( {ad} \right)^2} + {\left( {bc} \right)^2} \ge 2abcd\\
 \Leftrightarrow {\left( {ad} \right)^2} - 2abcd + {\left( {bc} \right)^2} \ge 0
\end{array}(a2+b2)(c2+d2)(ac+bd)2(ac)2+(ad)2+(bc)2+(bd)2(ac)2+2abcd+(bd)2(ad)2+(bc)22abcd(ad)22abcd+(bc)20

\Leftrightarrow {\left( {ad - bc} \right)^2} \ge 0(adbc)20 (luôn đúng)

4) Hệ quả của bất đẳng thức Bunhiacopxki

\left( {{a^2} + {b^2}} \right)\left( {{c^2} + {d^2}} \right) \ge 4abcd(a2+b2)(c2+d2)4abcd

II. Bài tập về bất đẳng thức Bunhiacopxki lớp 9

Bài 1: Cho a, b, c là các số thực dương bất kỳ. Chứng minh rằng:

\sqrt {\frac{{a + b}}{{a + b + c}}}  + \sqrt {\frac{{b + c}}{{a + b + c}}}  + \sqrt {\frac{{c + a}}{{a + b + c}}}  \le \sqrt 6a+ba+b+c+b+ca+b+c+c+aa+b+c6

Lời giải chi tiết:

Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki ta có:

1.\sqrt {\frac{{a + b}}{{a + b + c}}}  + 1.\sqrt {\frac{{b + c}}{{a + b + c}}}  + 1.\sqrt {\frac{{c + a}}{{a + b + c}}}1.a+ba+b+c+1.b+ca+b+c+1.c+aa+b+c

\le \sqrt {\left( {{1^2} + {1^2} + {1^2}} \right)\left( {\frac{{a + b}}{{a + b + c}} + \frac{{b + c}}{{a + b + c}} + \frac{{c + a}}{{a + b + c}}} \right)}(12+12+12)(a+ba+b+c+b+ca+b+c+c+aa+b+c)

\Leftrightarrow \sqrt {\frac{{a + b}}{{a + b + c}}}  + \sqrt {\frac{{b + c}}{{a + b + c}}}  + \sqrt {\frac{{c + a}}{{a + b + c}}}  \le \sqrt {3.2}  = \sqrt 6a+ba+b+c+b+ca+b+c+c+aa+b+c3.2=6 (điều phải chứng minh)

Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi a = b = c

Bài 2: Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức A = \sqrt {x - 2}  + \sqrt {4 - x}A=x2+4x

Lời giải chi tiết:

A = \sqrt {x - 2}  + \sqrt {4 - x}A=x2+4x

Điều kiện: 2 \le x \le 42x4

Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki có:

{\left[ {1.\sqrt {x - 2}  + 1.\sqrt {4 - x} } \right]^2} \le \left( {{1^2} + {1^2}} \right)\left( {x - 2 + 4 - x} \right) = {2^2} = 4[1.x2+1.4x]2(12+12)(x2+4x)=22=4

\begin{array}{l}
 \Rightarrow {A^2} \le 4\\
 \Leftrightarrow  - 2 \le A \le 2
\end{array}A242A2

A max = 2 khi \frac{1}{{\sqrt {x - 2} }} = \frac{1}{{\sqrt {4 - x} }} \Leftrightarrow x - 2 = 4 - x \Leftrightarrow x = 31x2=14xx2=4xx=3(thỏa mãn)

Vậy max A = 2 khi và chỉ khi x = 3

Bài 3: Chứng minh rằng nếu a, b, c là độ dài ba cạnh của một tam giác có p là nửa chu vi thì \sqrt {p - a}  + \sqrt {p - b}  + \sqrt {p - c}  \le \sqrt {3p}pa+pb+pc3p

Lời giải chi tiết:

Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki có:

1.\sqrt {p - a}  + 1.\sqrt {p - b}  + 1.\sqrt {p - c}  \le \sqrt {\left( {{1^2} + {1^2} + {1^2}} \right)\left( {p - a + p - b + p - c} \right)}1.pa+1.pb+1.pc(12+12+12)(pa+pb+pc)

\Leftrightarrow \sqrt {p - a}  + \sqrt {p - b}  + \sqrt {p - c}  \le \sqrt {3\left( {3p - 2p} \right)}  = \sqrt {3p}pa+pb+pc3(3p2p)=3p (điều phải chứng minh)

Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi \frac{1}{{p - a}} = \frac{1}{{p - b}} = \frac{1}{{p - c}} \Leftrightarrow a = b = c1pa=1pb=1pca=b=c hay tam giác là tam giác đều.

Bài 4: Cho các số thực dương a, b, c sao cho a + b + c = 3. Chứng minh:

\dfrac{a}{{a + 2bc}} + \dfrac{b}{{b + 2ac}} + \dfrac{c}{{c + 2ab}} \ge 1aa+2bc+bb+2ac+cc+2ab1

Lời giải chi tiết:

\begin{array}{l}
\dfrac{a}{{a + 2bc}} = \dfrac{{{a^2}}}{{{a^2} + 2abc}}\\
\dfrac{a}{{a + 2bc}} + \dfrac{b}{{b + 2ac}} + \dfrac{c}{{c + 2ab}} = \dfrac{{{a^2}}}{{{a^2} + 2abc}} + \dfrac{{{b^2}}}{{{b^2} + 2abc}} + \dfrac{{{c^2}}}{{{c^2} + 2abc}}
\end{array}aa+2bc=a2a2+2abcaa+2bc+bb+2ac+cc+2ab=a2a2+2abc+b2b2+2abc+c2c2+2abc

Áp dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz ta có:

\dfrac{{{a^2}}}{{{a^2} + 2abc}} + \dfrac{{{b^2}}}{{{b^2} + 2abc}} + \dfrac{{{c^2}}}{{{c^2} + 2abc}} \ge \dfrac{{{{\left( {a + b + c} \right)}^2}}}{{{a^2} + {b^2} + {c^2} + 6abc}}a2a2+2abc+b2b2+2abc+c2c2+2abc(a+b+c)2a2+b2+c2+6abc

Ta cần chứng minh:

\,ab + bc + ca \ge 3abc \Leftrightarrow \left( {a + b + c} \right)\left( {ab + bc + ca} \right) \ge 9abcab+bc+ca3abc(a+b+c)(ab+bc+ca)9abc.

Theo bất đẳng thức Cô si ta có:

\,a + b + c \ge 3\sqrt[3]{{abc}},\ \ ab + bc + ca \ge 3\sqrt[3]{{{a^2}{b^2}{c^2}}}a+b+c3abc3,  ab+bc+ca3a2b2c23

Nhân 2 vế các bất đẳng thức dương cùng chiều ta có điều phải chứng minh.

Dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi a = b = c = 1.

Bài 5: Cho x, y là 2 số thực thoả mãn: x^{2} + y^{2} = x\sqrt{1 - y^{2}} + y\sqrt{1 -
x^{2}}x2+y2=x1y2+y1x2

Chứng minh rằng: 3x + 4y \leq \
53x+4y 5

Hướng dẫn giải

Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacôpxki ta có :

\left( x^{2} + y^{2} \right)^{2} =
\left( x\sqrt{1 - y^{2}} + y\sqrt{1 - x^{2}} \right)^{2};\left( |x| \leq
1;|y| \leq 1 \right)(x2+y2)2=(x1y2+y1x2)2;(|x|1;|y|1)

\leq \left( x^{2} + y^{2} \right)\left(
1 - y^{2} + 1 - x^{2} \right) \Rightarrow x^{2} + y^{2} \leq
1(x2+y2)(1y2+1x2)x2+y21

Ta lại có: (3x + 4y)2 \leq (32 + 42)(x2 + y2) \leq 25 => 3x + 4y \leq 5

Đẳng thức xảy ra \Leftrightarrow \left\{
\begin{matrix}
x^{2} + y^{2} = 1 \\
x \geq 0;y \geq 0 \\
\dfrac{x}{3} = \dfrac{y}{4} \\
\end{matrix} \right.\  \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
x = \dfrac{3}{5} \\
y = \dfrac{4}{5} \\
\end{matrix} \right.{x2+y2=1x0;y0x3=y4 {x=35y=45.

Điều kiện : \frac{3}{2} \leq x \leq
\frac{5}{2}32x52

Bài 6: Cho a, b, c \geq 0; a + b + c = 1. Chứng minh rằng:

\sqrt{a + b} + \sqrt{b + c} + \sqrt{c +
a} \leq \sqrt{6}a+b+b+c+c+a6

Hướng dẫn giải

Áp dụng bất dẳng thức Bunhiacôpxki với 2 bộ 3 số ta có:

\sqrt{a + b}.1 + \sqrt{b + c}.1 +
\sqrt{c + a}.1 \leq (1 + 1 + 1)\left( {\sqrt{a + b}}^{2} + {\sqrt{b +
c}}^{2} + {\sqrt{c + a}}^{2} \right)a+b.1+b+c.1+c+a.1(1+1+1)(a+b2+b+c2+c+a2)

\Rightarrow \left( \sqrt{a + b} +
\sqrt{b + c} + \sqrt{c + a} \right)^{2} \leq 2(2a + 2b + ac) =
6(a+b+b+c+c+a)22(2a+2b+ac)=6

\Rightarrow \sqrt{a + b} + \sqrt{b + c}
+ \sqrt{c + a} \leq \sqrt{6}a+b+b+c+c+a6

Dấu '' = '' xảy ra khi: a = b = c =
\frac{1}{3}a=b=c=13

Bài 7: Cho 4 số a, b, c, d bất kỳ chứng minh rằng:

\sqrt{(a + c)^{2} + (b + d)^{2}} \leq
\sqrt{a^{2} + b^{2}} + \sqrt{c^{2} + d^{2}}(a+c)2+(b+d)2a2+b2+c2+d2

Hướng dẫn giải

Dùng bất đẳng thức Bunhiacopski ta có:

ac + bd \leq \sqrt{a^{2} + b^{2}} +
\sqrt{c^{2} + d^{2}}ac+bda2+b2+c2+d2

(a + c)^{2} + (b + d)^{2} = a^{2} +
b^{2} + 2(ac + bd) + c^{2} + d^{2}(a+c)2+(b+d)2=a2+b2+2(ac+bd)+c2+d2

\leq a^{2} + b^{2} + 2\sqrt{a^{2} +
b^{2}}.\sqrt{c^{2} + d^{2}} + c^{2} + d^{2}a2+b2+2a2+b2.c2+d2+c2+d2

\Rightarrow \sqrt{(a + c)^{2} + (b +
d)^{2}} \leq \sqrt{a^{2} + b^{2}} + \sqrt{c^{2} + d^{2}}(a+c)2+(b+d)2a2+b2+c2+d2

Bài 8: Chứng minh rằng: a^{2} + b^{2} +
c^{2} \geq ab + bc + aca2+b2+c2ab+bc+ac

Hướng dẫn giải

Dùng bất đẳng thức Bunhiacopski. Xét cặp số (1,1,1) và (a, b, c) ta có :

\left( 1^{2} + 1^{2} + 1^{2}
\right)\left( a^{2} + b^{2} + c^{2} \right) \geq (1.a + 1.b +
1.c)^{2}(12+12+12)(a2+b2+c2)(1.a+1.b+1.c)2

\Rightarrow 3\left( a^{2} + b^{2} + c^{2}
\right) \geq a^{2} + b^{2} + c^{2} + 2(ab + bc + ac)3(a2+b2+c2)a2+b2+c2+2(ab+bc+ac)

\Rightarrow a^{2} + b^{2} + c^{2} \geq
ab + bc + aca2+b2+c2ab+bc+ac

Điều phải chứng minh Dấu bằng xảy ra khi a = b = ca=b=c

Bài 9: Cho a , b, c là các số thực và a + b +c = 1a+b+c=1. Chứng minh rằng: a^{2} + b^{2} + c^{2} \geq
\frac{1}{3}a2+b2+c213

Hướng dẫn giải

Áp dụng BĐT BunhiaCôpski cho 3 số (1,1,1)(1,1,1)(a,b,c)(a,b,c)

Ta có :

(1.a + 1.b + 1.c)^{2} \leq \left( 1^{2}
+ 1^{2} + 1^{2} \right)\left( a^{2} + b^{2} + c^{2} \right)(1.a+1.b+1.c)2(12+12+12)(a2+b2+c2)

\Leftrightarrow (a + b + c)^{2} \leq
3\left( a^{2} + b^{2} + c^{2} \right)(a+b+c)23(a2+b2+c2)

\Leftrightarrow a^{2} + b^{2} + c^{2}
\geq \frac{1}{3}a2+b2+c213(Vì a + b + c =1) (đpcm)

Bài 10: Cho xy + xz + yz = 4. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức B = x^{4} + y^{4} + z^{4}B=x4+y4+z4

Hướng dẫn giải

Do xy + xz + yz = 4

⇒ 16 = (xy + xz + yz)2 ≤ (x2+y2+z2) (x2+y2+z2)

(Theo Bunhiacôpxki)

⇔ 16 ≤ (x2+y2+z2)2 ≤ (x4 + y4 + z4) (12+12+12)

B = x^{4} + y^{4} + z^{4} \geq
\frac{16}{3}B=x4+y4+z4163

\Rightarrow B_{\min} = \frac{16}{3}
\Leftrightarrow x = y = z = \pm \frac{2\sqrt{3}}{3}Bmin=163x=y=z=±233

III. Bài tập bất đẳng thức Bunhiacopxki

Bài 1:. Cho các số thực dương a, b, c sao cho: ab + bc + ca + abc ≤ 4.

Chứng minh rằng: 2abc\left( {a + b + c} \right) \le \dfrac{5}{9} + {a^4}{b^2} + {b^4}{c^2} + {c^4}{a^2}2abc(a+b+c)59+a4b2+b4c2+c4a2 .

Trích đề tuyển sinh vào lớp 10 trường Chuyên KHTN ĐHQG HN 2015

Bài 2. Cho các số thực dương a, b, c sao cho ab + bc + ca = 1

Chứng minh rằng: 2abc\left( {a + b + c} \right) \le \dfrac{5}{9} + {a^4}{b^2} + {b^4}{c^2} + {c^4}{a^2}2abc(a+b+c)59+a4b2+b4c2+c4a2

Bài 3. Cho các số thực dương a, b, c. Chứng minh rằng:

\dfrac{1}{{{a^2} + ab + bc}} + \dfrac{1}{{{b^2} + bc + ca}} + \dfrac{1}{{{c^2} + ca + ab}} \le {\left( {\dfrac{{a + b + c}}{{ac + ab + bc}}} \right)^2}1a2+ab+bc+1b2+bc+ca+1c2+ca+ab(a+b+cac+ab+bc)2

Bài 4: Tìm giá trị lớn nhất của các biểu thức sau:

a, A = \sqrt {6 - x}  + \sqrt {x + 2}A=6x+x+2

b, B = \sqrt x  + \sqrt {2 - x}B=x+2x

Bài 5: Cho a, b, c là các số thực dương tùy ý. Chứng minh rằng:

\frac{a}{{\sqrt {{a^2} + {b^2}} }} + \frac{b}{{\sqrt {{b^2} + {c^2}} }} + \frac{c}{{\sqrt {{c^2} + {a^2}} }} \le \frac{3}{{\sqrt 2 }}aa2+b2+bb2+c2+cc2+a232

(gợi ý: biến đổi vế trái thành \sqrt {\frac{{{a^2}}}{{{a^2} + {b^2}}}}  + \sqrt {\frac{{{b^2}}}{{{b^2} + {c^2}}}}  + \sqrt {\frac{{{c^2}}}{{{c^2} + {a^2}}}}a2a2+b2+b2b2+c2+c2c2+a2 rồi áp dung bất đẳng thức Bunhiacopxki)

Bài 6: Cho a, b, c là các số thực dương, . Chứng minh rằng:

\sqrt {a - 1}  + \sqrt {b - 1}  + \sqrt {c - 1}  \le \sqrt {c\left( {ab + 1} \right)}a1+b1+c1c(ab+1)

Bài 7: Cho a, b, c > 0 thỏa mãn abc = 1. Chứng minh:

\frac{1}{{{a^3}\left( {b + c} \right)}} + \frac{1}{{{b^3}\left( {c + a} \right)}} + \frac{1}{{{c^3}\left( {a + b} \right)}} \ge \frac{3}{2}1a3(b+c)+1b3(c+a)+1c3(a+b)32

Bài 8: Cho x > 0 và y > 0 thỏa mãn x2 + y2 ≤ x + y. Chứng minh:

x + 3y ≤ 2 + \sqrt{5}5

-------------------

Các dạng bài tập Toán 9 ôn thi vào lớp 10 là tài liệu tổng hợp 5 chuyên đề lớn trong chương trình Toán lớp 9, bao gồm:

Chia sẻ, đánh giá bài viết
37
Chọn file muốn tải về:
Đóng Chỉ thành viên VnDoc PRO/PROPLUS tải được nội dung này!
Đóng
79.000 / tháng
Đặc quyền các gói Thành viên
PRO
Phổ biến nhất
PRO+
Tải tài liệu Cao cấp 1 Lớp
Tải tài liệu Trả phí + Miễn phí
Xem nội dung bài viết
Trải nghiệm Không quảng cáo
Làm bài trắc nghiệm không giới hạn
Mua cả năm Tiết kiệm tới 48%
Xác thực tài khoản!

Theo Nghị định 147/2024/ND-CP, bạn cần xác thực tài khoản trước khi sử dụng tính năng này. Chúng tôi sẽ gửi mã xác thực qua SMS hoặc Zalo tới số điện thoại mà bạn nhập dưới đây:

Số điện thoại chưa đúng định dạng!
Số điện thoại này đã được xác thực!
Bạn có thể dùng Sđt này đăng nhập tại đây!
Lỗi gửi SMS, liên hệ Admin
1 Bình luận
Sắp xếp theo
  • Lê Kiệt
    Lê Kiệt

    bất đẳng thức này thật kỳ diệu nó giúp mình trong rất nhiều bai toán và đạt điểm cao trong các cuộc thi


    Thích Phản hồi 15/04/23
    🖼️

    Gợi ý cho bạn

    Xem thêm
    🖼️

    Đề thi vào 10 môn Toán

    Xem thêm
    Chia sẻ
    Chia sẻ FacebookChia sẻ TwitterSao chép liên kếtQuét bằng QR Code
    Mã QR Code
    Đóng