Päevaülesanne

Juhuslik

Harjutuskomplekt

Balti Tee 2020 · Ülesanne 2

Algebra

Let a,b,ca, b, c be positive real numbers such that abc=1a b c=1. Prove that

1ac2+1+1ba2+1+1cb2+1>2.\frac{1}{a \sqrt{c^{2}+1}}+\frac{1}{b \sqrt{a^{2}+1}}+\frac{1}{c \sqrt{b^{2}+1}}>2 .
Muuda valikut

Kui oled valmis

Ülevaatematerjal muutub kättesaadavaks järgmise päevaülesannete komplektiga.

Ülevaade

Teemad

Võrrandid ja võrratused

Lahendused

Lahendus

Denote a=xy,b=yz,c=zxa=\frac{x}{y}, b=\frac{y}{z}, c=\frac{z}{x}. Then

1ac2+1=1xyz2x2+1=yz2+x2⩾2y2x2+y2+z2\frac{1}{a \sqrt{c^{2}+1}}=\frac{1}{\frac{x}{y} \sqrt{\frac{z^{2}}{x^{2}}+1}}=\frac{y}{\sqrt{z^{2}+x^{2}}} \geqslant \frac{2 y^{2}}{x^{2}+y^{2}+z^{2}}

where the last inequality follows from the AM-GM inequality

yx2+z2⩽y2+(x2+z2)2.y \sqrt{x^{2}+z^{2}} \leqslant \frac{y^{2}+\left(x^{2}+z^{2}\right)}{2} .

If we do the same estimation also for the two other terms of the original inequality then we get

1ac2+1+1ba2+1+1cb2+1⩾2y2x2+y2+z2+2z2x2+y2+z2+2x2x2+y2+z2=2.\frac{1}{a \sqrt{c^{2}+1}}+\frac{1}{b \sqrt{a^{2}}+1}+\frac{1}{c \sqrt{b^{2}+1}} \geqslant \frac{2 y^{2}}{x^{2}+y^{2}+z^{2}}+\frac{2 z^{2}}{x^{2}+y^{2}+z^{2}}+\frac{2 x^{2}}{x^{2}+y^{2}+z^{2}}=2 .

Equality holds only if y2=x2+z2,z2=x2+y2y^{2}=x^{2}+z^{2}, z^{2}=x^{2}+y^{2} and x2=y2+z2x^{2}=y^{2}+z^{2} what is impossible.

Võistluse kontekst

Balti Tee tulemused 2020

10 võistkonda

Keskmine tulemus
1,6 / 5
4 või 5 punkti
2 / 10
Eesti
1 / 5

Punktijaotus

04
12
22
30
40
52
Kõigi võistkondade punktid
VõistkondPunktid
Germany5 / 5
Norway2 / 5
Poland2 / 5
Finland5 / 5
Latvia1 / 5
Estonia1 / 5
Denmark0 / 5
Sweden0 / 5
Lithuania0 / 5
Iceland0 / 5