设 $a,b,c,d$ 是正数,证明:
(1)$\dfrac{a+b+c}{3}\geqslant \sqrt[3]{abc}$;
(2)$\dfrac{a+b+c+d}{4}\geqslant \sqrt[4]{abcd}$.
【难度】
【出处】
【标注】
【答案】
【解析】
我们先证明(2),因为 $a,b,c,d$ 都是正数,所以$$\dfrac{a+b}{2}\geqslant \sqrt{ab},\dfrac{c+d}{2}\geqslant \sqrt{cd}$$,所以 $\dfrac{a+b+c+d}{4}\geqslant \sqrt[4]{abcd}$,上述非严格不等式同时取等的充要条件是$$\begin{cases}
a=b(>0)\\
c=d(>0)\\
\sqrt{ab}=\sqrt{cd}
\end{cases}$$.
解得,$a=b=c=d$,这就是不等式(2)取等的充要条件.
(1)应用不等式(2)证明不等式(1),
因为 $a,b,c>0$,所以$$\dfrac{a+b+c+\sqrt[3]{abc}}{4}\geqslant \sqrt[4]{abc\sqrt[3]{abc}}=\sqrt[3]{abc}$,
即$$\dfrac{a+b+c}{3}\geqslant \sqrt[3]{abc} $$,
其中等号成立的充要条件为 $a=b=c=\sqrt[3]{abc}(>0)$,即 $a=b=c$.
答案 解析 备注
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