已知 $a,b,c$ 是正数,且 $abc\leqslant 1$,求证:$\dfrac{a+b}{c}+\dfrac{b+c}{a}+\dfrac{c+a}{b}\geqslant 2(a+b+c)$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    代数变形
    >
    代数式的次
    >
    齐次
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    常用不等式
    >
    均值不等式
【答案】
【解析】
只需要证明\[\dfrac{a+b}{c}+\dfrac{b+c}{a}+\dfrac{c+a}{b}\geqslant \dfrac{2(a+b+c)}{\sqrt[3]{abc}},\]也即\[\dfrac{ab+bc+ca}{abc}\cdot (a+b+c)-\dfrac{2(a+b+c)}{\sqrt[3]{abc}}-3\geqslant 0.\]根据排序不等式,有\[(ab+bc+ca)^2\geqslant 3abc(a+b+c),\]于是只需要证明\[{\sqrt 3}\cdot \left(\dfrac{a+b+c}{\sqrt[3]{abc}}\right)^{\frac 32}-2\cdot \dfrac{a+b+c}{\sqrt[3]{abc}}-3\geqslant 0,\]令\[t=\left(\dfrac{a+b+c}{3\sqrt[3]{abc}}\right)^{\frac 12},\]上述不等式即\[9t^3-6t^2-3\geqslant 0,\]也即\[3(t-1)\left(3t^2+t+1\right)\geqslant 0,\]而根据均值不等式,有\[a+b+c\geqslant 3\sqrt[3]{abc},\]于是原命题得证.
答案 解析 备注
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