已知a,b,c均为正数,证明:a2+b2+c2+(1a+1b+1c)2≥6 3,并确定a,b,c为何值时,等号成立.

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  • 证明:

    (证法一)

    因为a,b,c均为正数,由平均值不等式得 {a2+b2+c2≥3(abc)231a+1b+1c≥3(abc)-13①

    所以 (1a+1b+1c)2≥9(abc)-23②(

    故 a2+b2+c2+(1a+1b+1c)2≥3(abc)23+9(abc)-23.

    又 3(abc)23+9(abc)-23≥227=63③

    所以原不等式成立

    当且仅当a=b=c时,①式和②式等号成立.当且仅当 3(abc)23=9(abc)-23时,③式等号成立.

    即当且仅当a=b=c= 314时,原式等号成立.

    (证法二)

    因为a,b,c均为正数,由基本不等式得 {a2+b2≥2abb2+c2≥2bcc2+a2≥2ac

    所以a2+b2+c2≥ab+bc+ac①

    同理 1a2+1b2+1c2≥1ab+1bc+1ac②

    故 a2+b2+c2+(1a+1b+1c)2③

    ≥ab+bc+ac+31ab+31bc+31ac

    ≥63所以原不等式成立.

    当且仅当a=b=c时,①式和②式等号成立,当且仅当a=b=c,(ab)2=(bc)2=(ac)2=3时,③式等号成立.

    即当且仅当a=b=c= 314时,原式等号成立