设a,b,c为正数且a+b+c=1,证明[a+(1/a)]^2+[b+(1/b)]^2+[c+(1/c)]^2>=100

1个回答

  • 答:

    解法一:

    (a+b+c)(1/a+1/b+1/c)≥(1+1+1)^2

    1/a+1/b+1/c≥9

    [(a+1/a)^2+(b+1/b)^2+(c+1/c)^2](1+1+1)

    ≥(a+1/a+b+1/b+c+1/c)^2≥(1+9)^2

    (a+1/a)^2+(b+1/b)^2+(c+1/c)^2≥100/3

    解法二:

    由排序不等式知

    3a^2+3b^2+3c^2≥a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ca=(a+b+c)^2

    由均值不等式知

    1=a+b+c≥3(abc)^(1/3),即1/abc≥[3/(a+b+c)]^3

    (a+1/a)^2+(b+1/b)^2+(c+1/c)^2

    =(a^2+b^2+c^2)+(1/a^2+1/b^2+1/c^2)+6

    ≥(a+b+c)^2/3+3(1/abc)^(2/3)+6

    ≥1/3+27+6=100/3

    解法三:

    设y=(x+1/x)^2=x^2+1/x^2+2

    y''=2+6/x^4>0,y是凸函数,

    由琴森不等式

    [f(a)+f(b)+f(c)]/3≥f[(a+b+c)/3]

    代入即可证明不等式.