Ulikhet

Her kan brukere av forum utfordre hverandre med morsomme oppgaver og nøtter man ønsker å dele med andre. Dette er altså ikke et sted for desperate skrik om hjelp, de kan man poste i de andre forumene, men et sted for problemløsing på tvers av trinn og fag.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
mrcreosote
Guru
Guru
Innlegg: 1995
Registrert: 10/10-2006 20:58

Jeg lurer på om jeg slang ut denne ulikheta en gang tidligere:

La a,b,c være positive reelle tall så abc=1. Vis at

[tex]\frac{ab}{a^5+b^5+ab} + \frac{bc}{b^5+c^5+bc} + \frac{ca}{c^5+a^5+ca} \leq 1[/tex]
mrcreosote
Guru
Guru
Innlegg: 1995
Registrert: 10/10-2006 20:58

Jeg trosser empirien og legger ut et par nye ulikheter:

For positive a,b,c, vis at
[tex]\frac{a^3}{(a+b)^3}+\frac{b^3}{(b+c)^3}+\frac{c^3}{(c+a)^3}\geq\frac38[/tex]

[tex]\frac{c^3}{(a+b)^3}+\frac{b^3}{(b+c)^3}+\frac{c^3}{(c+a)^3}\geq\frac38[/tex]

Det gis hint ved forespørsel.
Zivert
Dirichlet
Dirichlet
Innlegg: 160
Registrert: 30/01-2008 09:33

Vet at denne tråden er litt gammel, men syntes det var noen fine ulikheter her.

1)
mrcreosote skrev: La a,b,c være positive reelle tall så abc=1. Vis at

[tex]\frac{ab}{a^5+b^5+ab} + \frac{bc}{b^5+c^5+bc} + \frac{ca}{c^5+a^5+ca} \leq 1[/tex]
[tex]\sum \frac {ab}{a^5+b^5+ab} \leq \sum \frac {ab}{a^4b+ab^4+ab}=\sum \frac {1}{a^3+b^3+1}=\sum \frac {1}{x+y+1}[/tex]

Her bruker jeg at [tex]a^5+b^5 \geq a^4b+ab^4[/tex], som følger av rearangement ulikheten. [tex]a^3=x, \, b^3=y, \, c^3=z \,\,\, xyz=1[/tex]

Vi vil nå vise ulikheten:
[tex]\sum \frac {1}{x+y+1} \leq 1[/tex]
Som er lik:
[tex]\sum (x+y+1)(y+z+1) \leq (x+y+1)(y+z+1)(z+x+1)[/tex]
[tex]V.S= 3\sum xy + \sum x^2 +4 \sum x +3[/tex]
[tex]H.S=\sum_{sym} x^2y+ 3\sum xy +\sum x^2+2\sum x +3[/tex]

Det gjenstår derfor å vise at:
[tex]\sum_{sym} x^2y\geq 2\sum x[/tex]
[tex]\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \Updownarrow[/tex]
[tex]\sum (x+y)xy \geq 2\sum x[/tex]

Pga symetri kan vi anta at [tex]x \geq y \geq z \,\, \Rightarrow \, x+y \geq x+z \geq y+z \, , \, xy \geq xz \geq yz [/tex]
Derfor har vi av Chebyshevs ulikhet at:
[tex]\sum (x+y)xy \geq \frac{1}{3}(2\sum x)(\sum xy) \geq 2\sum x[/tex]

Og ulikheten er vist!

PS: I siste steget brukte jeg at [tex]\frac{xy+yz+zx}{3} \geq (xyz)^{\frac{2}{3}}=1\,\,[/tex], AM-GM.

Skal poste løsningen til neste snart...
Charlatan
Guru
Guru
Innlegg: 2499
Registrert: 25/02-2007 17:19

mrcreosote, kan du poste løsningen til den uløste ulikheten hvis du kjenner til den?
mrcreosote
Guru
Guru
Innlegg: 1995
Registrert: 10/10-2006 20:58

Jeg kan ikke si jeg har den i hue, men skal prøve å finne ut av noe.

Edit: Tøys det jeg skreiv i stad, tellerne i den siste ulikheta skal sannsynligvis være c^3, a^3 og b^3.
Charlatan
Guru
Guru
Innlegg: 2499
Registrert: 25/02-2007 17:19

Den siste går relativt smertefritt, og kan løses med f.eks chebychev, AM-HM og så rearrangement. Det er den øverste som virkelig gir hodebry.
mrcreosote
Guru
Guru
Innlegg: 1995
Registrert: 10/10-2006 20:58

Her er et hint hvis du vil fikle litt til: [tex]x^3+y^3+z^3-3xyz=(x+y+z)(x^2+y^2+z^2-yz-zx-xy)[/tex]

Jeg kan poste løsninga i morra. Eventuelt nå?

Edit: Auda, det var tatt en snarvei i løsninga mi.
Charlatan
Guru
Guru
Innlegg: 2499
Registrert: 25/02-2007 17:19

Post gjerne løsninga når du får fikset opp i den.
Svar