Matematică, întrebare adresată de kolasinač, 9 ani în urmă

Problema 21317*(G.M.1/1988)

Dac\breve{a}\ a_1,\ a_2,\ \ldots\ ,\ a_n\in(0,+\infty),\ iar\ a_1\cdot a_2\cdot\ldots\cdot a_n=1\ s\breve{a}\ se\ arate\ c\breve{a}:
(a_{1} + \frac{a_{2} }{a_{3} } )^{2} + (a_{2} + \frac{a_{3} }{a_{4}} ) ^{2} + ... + (a_{n} + \frac{a_{1} }{a_{2} } )^{2} \geqslant 4n.
Ion Tiotoi, profesor, Constanța


GreenEyes71: Îți ofer o indicație completă de rezolvare. Vei avea de aplicat de 3 ori inegalitatea mediilor (media aritmetică este mai mare sau egală decât cea geometrică), pentru 3 sume, fiecare sumă are n termeni.
GreenEyes71: Cele 3 sume se obțin prin ridicarea la pătrat a fiecărui termen din membrul stâng. Prima sumă este x₁² + x₂² + ... + xₙ², cu inegalitatea mediilor vei obține că este mai mare sau egală cu n.
GreenEyes71: Scuze, prima sumă este a₁² + a₂² + ... + aₙ².
GreenEyes71: A doua sumă este 2(a₁a₂/a₃ + a₂a₃/a₄ + ... + aₙa₁/a₂). Când aplici inegalitatea mediilor pentru cei n membri din paranteză, vei obține în membrul drept radical de ordinul n din (a₁²a₂²...aₙ²)/(a₁a₂...aₙ) = a₁a₂...aₙ = 1, deci a doua sumă este mai mare sau egală cu 2n (doiul apare din fața parantezei).
GreenEyes71: A treia sumă este a₂²/a₃² + a₃²/a₄² + ... + a₁²/a₂². Inegalitatea mediilor va genera în membrul drept produsul egal cu 1, se simplifică toți termenii, deci a treia sumă este mai mare sau egală cu n. Din cele de mai sus, avem că cele 3 sume sunt mai mari sau egale cu n + 2n + n, deci rezultatul este tocmai 4n, ceea ce trebuia demonstrat. Ai acum o indicație completă de rezolvare, spor la treabă !
kolasinač: Mulțumesc mult Green Eyes!!!
kolasinač: Ești un geniu!
GreenEyes71: Mă bucur că ți-am putut fi de folos.
kolasinač: De mare folos!
kolasinač: Va mulțumesc!

Răspunsuri la întrebare

Răspuns de Utilizator anonim
2
Aplicand inegalitatea Cauchy-Buniakovski obtinem:

(\:a_{1}+\frac{a_{2}}{a_{3}})^2+(a_{2}+\frac{a_{3}}{a_{4}})^2+...+(a_{n}+\frac{a_{1}}{a_{2}})^2= \\ \\=\frac{1}{n} \cdot (1^2+1^2+...+1^2)[(a_{1}+\frac{a_{2}}{a_{3}})^2+...+(a_{0}+\frac{a_{1}}{a_{2}})^2] \geqslant \\ \\ \geqslant \frac{1}{n} \cdot [1 \cdot (a_{1}+\frac{a_{2}}{a_{3}})+1 \cdot  (a_{2}+ \frac{a_{3}}{a_{4}})+...+1 \cdot (a_{n} + \frac{a_{1}}{a_{2}})]^2,~~~~~~~~(1). \\ \\ Dar~(a_{1}+\frac{a_{2}}{a_{3}})+...+(a_{n}+\frac{a_{1}}{a_{2}} \geqslant n ~\sqrt[n] {(a_{1}+\frac{a_{2}}{a_{3}}) \cdot (a_{2}+\frac{a_{3}}{a_{4}}) \cdot.... \cdot (a_{n} +\frac{a_{1}}{a_{2}})} \geqslant \\ \\ ~~~~~~\geqslant n \:\sqrt[n]{2 ~ \sqrt{a_{1} \cdot \frac{a_{2}}{a_{3}} \cdot... \cdot 2 ~ \sqrt{a_{n} \cdot \frac{a_{1}}{a_{2}}}}}= \\ \\ n \: \sqrt[n]{2^n \cdot \sqrt{a_{1}}  \cdot a_{2} \cdot...\cdot a_{n} \cdot \frac{a_{1}}{a_{2}} \cdot \frac{a_{2}}{a_{3}} \cdot.... \cdot \frac{a_{n}} {a_{1}}}=n \: \sqrt[n] {2^n}=n \cdot 2,~~~~~(2),
conform inegalitatii mediilor, aplicata de doua ori. Din (1) si (2) rezulta ca:
(a_{1}  +  \frac{a_{2}}{a_{3}})^{2} + ... + (a _{n}  +  \frac{a_{1}}{a_{2} })^{2}  \geqslant  \frac{1}{n}  \cdot (n \cdot 2) ^{2} = 4n ,~ceea \: ce \: trebuia \: demonstrat.

kolasinač: Mulțumesc!
Utilizator anonim: Cu placere!
Alte întrebări interesante