已知 $x,y,z$ 是正实数,证明:$x^2+xy^2+xyz^2\geqslant 4xyz-4$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    不等式
    >
    代数不等式的证明
  • 方法
    >
    代数处理
    >
    判别式法
  • 方法
    >
    代数处理
    >
    冻结变量法
【答案】
【解析】
我们证明一个更强的命题,原不等式对 $z\in\mathbb R$ 都成立,即对任意实数 $z$,均有$$xyz^2-4xyz+x^2+xy^2+4\geqslant 0,$$等价于$$\Delta_1=16x^2y^2-4xy\left(x^2+xy^2+4\right)\leqslant 0,$$也即$$xy^2-4xy+x^2+4\geqslant 0.$$接下来我们证明上述不等式对 $y\in\mathbb R$ 成立,等价于$$\Delta_2=16x^2-4x\left(x^2+4\right)\leqslant 0,$$也即$$x^2+4\geqslant 4x,$$这显然成立.这就证明任意 $x,y>0$,$z\in\mathbb R$,均有$$x^2+xy^2+xyz^2\geqslant 4xyz-4.$$
答案 解析 备注
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