23. 已知 $a, b, c$ 都是正数,且 $a^{\frac{3}{2}} + b^{\frac{3}{2}} + c^{\frac{3}{2}} = 1$ ,证明:
① $abc \leq \frac{1}{9}$ ;
② $\frac{a}{b + c} + \frac{b}{a + c} + \frac{c}{a + b} \leq \frac{1}{2\sqrt{abc}};$
(1) 证明见解析; (2) 证明见解析
2022_全国乙 Paper
23. 已知 $a, b, c$ 都是正数,且 $a^{\frac{3}{2}} + b^{\frac{3}{2}} + c^{\frac{3}{2}} = 1$ ,证明:
① $abc \leq \frac{1}{9}$ ;
② $\frac{a}{b + c} + \frac{b}{a + c} + \frac{c}{a + b} \leq \frac{1}{2\sqrt{abc}};$
(1) 证明见解析; (2) 证明见解析
① 由 $a, b, c > 0$,根据三元均值不等式(AM-GM):
$$ \frac{a^{\frac{3}{2}} + b^{\frac{3}{2}} + c^{\frac{3}{2}}}{3} \geq \sqrt[3]{a^{\frac{3}{2}} b^{\frac{3}{2}} c^{\frac{3}{2}}} $$
代入已知条件 $a^{\frac{3}{2}} + b^{\frac{3}{2}} + c^{\frac{3}{2}} = 1$,得:
$$ \frac{1}{3} \geq \sqrt[3]{(abc)^{\frac{3}{2}}} = (abc)^{\frac{1}{2}} $$
两边平方,得:
$$ \frac{1}{9} \geq abc $$
即 $abc \leq \frac{1}{9}$。
当且仅当 $a^{\frac{3}{2}} = b^{\frac{3}{2}} = c^{\frac{3}{2}}$,即 $a=b=c=\frac{1}{\sqrt[3]{9}}$ 时等号成立。
② 因为 $a, b, c > 0$,由基本不等式可知:
$$ b+c \geq 2\sqrt{bc}, \quad a+c \geq 2\sqrt{ac}, \quad a+b \geq 2\sqrt{ab} $$
所以:
$$ \frac{a}{b+c} \leq \frac{a}{2\sqrt{bc}} = \frac{a \cdot \sqrt{a}}{2\sqrt{abc}} = \frac{a^{\frac{3}{2}}}{2\sqrt{abc}} $$
同理可得:
$$ \frac{b}{a+c} \leq \frac{b^{\frac{3}{2}}}{2\sqrt{abc}}, \quad \frac{c}{a+b} \leq \frac{c^{\frac{3}{2}}}{2\sqrt{abc}} $$
将上述三式相加:
$$ \frac{a}{b+c} + \frac{b}{a+c} + \frac{c}{a+b} \leq \frac{a^{\frac{3}{2}} + b^{\frac{3}{2}} + c^{\frac{3}{2}}}{2\sqrt{abc}} $$
代入已知条件 $a^{\frac{3}{2}} + b^{\frac{3}{2}} + c^{\frac{3}{2}} = 1$,得:
$$ \frac{a}{b+c} + \frac{b}{a+c} + \frac{c}{a+b} \leq \frac{1}{2\sqrt{abc}} $$
当且仅当 $a=b=c$ 时等号成立。
只讲你不懂的那一步,不用把整道题重讲一遍。答案和完整解析就在上面,不用聊天也能看。
可以再试一道相同方法、不同题面的题,确认是否真正掌握。
先把常见基础得分点练稳,再回来处理综合题。