设 $x,y,z>0$,求证:$\dfrac 18(x+y)(y+z)(z+x)\geqslant \dfrac 13(x+y+z)(xyz)^{\frac 23}$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    不等式
    >
    代数不等式的证明
  • 知识点
    >
    代数变形
    >
    代数式的次
    >
    不妨设值
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    常用不等式
    >
    排序不等式
【答案】
【解析】
不妨设 $x+y+z=1$,则由$$(x+y)(y+z)(z+x)=(x+y+z)(xy+yz+zx)-xyz,$$可得原不等式等价于$$xy+yz+zx-xyz\geqslant \dfrac 83\left(xyz\right)^{\frac 23}.$$由排序不等式知$$\left(xy+yz+zx\right)^2\geqslant 3\sum_{cyc}(xy^2z)=3xyz\sum_{cyc}x=3xyz,$$于是只需要证明$$\sqrt{3xyz}-xyz\geqslant \dfrac 83\left(xyz\right)^{\frac 23},$$也即$$\dfrac 83\left(xyz\right)^{\frac 16}+\left(xyz\right)^{\frac 12}\leqslant \sqrt 3.$$而$$\left(xyz\right)^{\frac 13}\leqslant \dfrac{x+y+z}3=\dfrac 13,$$于是上述不等式成立,原不等式得证.
答案 解析 备注
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