Cho ba số dương a,b,c thỏa mãn $a + b + c = 1$. Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức:
$Q = \frac{3a}{a+\sqrt{a+bc}} + \frac{3b}{b+\sqrt{b+ac}} + \frac{3c}{c+\sqrt{c+ab}}$
Lời giải chi tiết
Để tìm giá trị lớn nhất của biểu thức \( Q = \frac{3a}{a+\sqrt{a+bc}} + \frac{3b}{b+\sqrt{b+ac}} + \frac{3c}{c+\sqrt{c+ab}} \) với điều kiện \( a+b+c=1 \), chúng ta sẽ thử sử dụng các bất đẳng thức phù hợp.
Một cách tiếp cận là tìm cách biểu diễn từng phân thức dưới dạng có liên quan đến các bất đẳng thức quen thuộc.
Trước hết, vì \( a+b+c = 1 \), ta có thể nghĩ đến việc sử dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz hoặc AM-GM.
Ta sử dụng bất đẳng thức Cauchy-Schwarz cho từng phân thức:
\[ \frac{3a}{a+\sqrt{a+bc}} \leq \frac{3a}{a+\sqrt{a(a+bc)}} \leq \frac{3a}{a+\sqrt{a \cdot 1}} = \frac{3a}{a+a} = \frac{3a}{2a} = \frac{3}{2} \]
Tương tự:
\[ \frac{3b}{b+\sqrt{b+ac}} \leq \frac{3}{2} \]
\[ \frac{3c}{c+\sqrt{c+ab}} \leq \frac{3}{2} \]
Cộng tất cả lại, ta có:
\[ Q \leq \frac{3}{2} + \frac{3}{2} + \frac{3}{2} = \frac{9}{2} \]
Vậy giá trị lớn nhất của \( Q \) là \( \frac{9}{2} \).
Giá trị này đạt được khi \( a = b = c = \frac{1}{3} \).
Chú ý khi giải
Khi giải bài toán này, cần chú ý: