一道不等式数学题已知a,b,c≥0,求证:a√a + b√b + c√c≥a√b + b√c + c√a .

2个回答

  • 设√a=x,√b=y,√c=z

    原式即可化为 x³+y³+z³≥x²y+y²z+z²x,且x≥0,y≥0,z≥0,

    ∵ x²-2xy+y²≥0

    ∴ x²-xy+y²≥xy

    ∵ x+y≥0

    ∴ (x+y)(x²-xy+y²)≥xy(x+y)

    即 x³+y³≥x²y+xy²……①

    同理可得,y³+z³≥y²z+yz²……②,x³+z³≥x²z+xz²……③

    ①,②,③式相加得

    2(x³+y³+z³)≥x²y+xy²+y²z+yz²+x²z+xz²

    即2(x³+y³+z³)≥(x²y+y²z+z²x)+ (x²z +y²x+z²y)

    因为x²y+y²z+z²x与x²z +y²x+z²y等价

    不妨设x²y+y²z+z²x≥x²z +y²x+z²y

    ∴2(x³+y³+z³)≥(x²y+y²z+z²x)+ (x²z +y²x+z²y)≥2(x²z +y²x+z²y)

    即x³+y³+z³≥x²z +y²x+z²y

    同样当x²y+y²z+z²x≤x²z +y²x+z²y时,

    x³+y³+z³≥x²y+y²z+z²x

    所以x³+y³+z³必大于x²y+y²z+z²x和x²z +y²x+z²y其中的一个

    又因为x²y+y²z+z²x和x²z +y²x+z²y等价,都是关于x,y,z的三次三项轮换对称式(即齐次轮换式),

    所以 它们和x³+y³+z³的关系相同

    所以x³+y³+z³≥x²y+y²z+z²x且x³+y³+z³≥x²z +y²x+z²y

    再把√a=x,√b=y,√c=z代回

    所以a√a+b√b+c√c≥a√b+b√c+c√a

    原式得证