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Hallar el mayor valor de $P= \frac{2x^2}{1+x^2} -\frac{2y^2}{1+y^2}+\frac{3z^2}{1+z^2}$

El problema Dado que $x,y,z > 0$ y $xz-yz-yx=1$ Hallar el mayor valor de \begin{align} P= \frac{2x^2}{1+x^2} -\frac{2y^2}{1+y^2}+\frac{3z^2}{1+z^2}\end{align}

La desigualdad es asimétrica como se puede ver. Literalmente no conseguí nada de la condición $xy-yz-zx=1$ . Probablemente lo mejor que se me ocurre es que \begin{align}1+y^2=xz-yx-zy+y^2=(y-x)(y-z)\end{align}

Pero eso ya no será cierto si lo sustituyo por $1+x^2$ y/o $1+z^2$ .

Por eso estoy completamente atascado con esto.

Agradecemos cualquier ayuda.

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강준모 Puntos 16

Encontraste $1+z^2=xy-yzzx+z^2=(y-z)(x-z)$

Del mismo modo para $1+x^2$ obtienes $(x-z)(x+y)$

Y para $1+y^2$ obtienes $(y-z)(x+y)$

Por lo tanto, puede sustituir:

\begin{align} P= \frac{2x^2}{1+x^2} -\frac{2y^2}{1+y^2}+\frac{3z^2}{1+z^2}\end{align}

con

\begin{align} P = \frac{2x^2}{(x-z)(x+y)} -\frac{2y^2}{(y-z)(x+y)}+\frac{3z^2}{(y-z)(x-z)}\end{align}

Con un poco de manipulación del numerador se puede tener $$\frac{2x^2}{(x-z)(x+y)} \to \frac{2(x^2 + 1) - 2}{(x-z)(x+y)} \to \frac{2((x-z)(x+y)) - 2}{(x-z)(x+y)} \to 2 - \frac{2}{(x-z)(x+y)}$$

$$\frac{2y^2}{(y-z)(x+y)} \to \frac{2(y^2 + 1) - 2}{(y-z)(x+y)} \to \frac{2((y-z)(x+y)) - 2}{(y-z)(x+y)} \to 2 - \frac{2}{(y-z)(x+y)}$$

$$\frac{3z^2}{(y-z)(x-z)} \to \frac{3(z^2 + 1) - 3}{(y-z)(x-z)} \to \frac{3((y-z)(x-z)) - 3}{(y-z)(x-z)} \to 3 - \frac{3}{(y-z)(x-z)}$$

A ver si puedes continuar desde aquí... esta pregunta es un poco tediosa y te pide que reduzcas las formas a un valor numérico. Ten en cuenta que cada vez que te encuentres con un puesto, sustituye cualquier valor numérico por $(xy-yzzx)$ hasta su reducción a un simple numérico u obtener una identidad. Por ejemplo,

$2 - \frac{2}{(y-z)(x+y)} \to 2(xy-yzzx) - \frac{2(xy-yzzx)}{(y-z)(x+y)}$

De esta forma puedes intentar reducir las posibilidades de entrar en pérdida (o evitar entrar en pérdida y, con un poco de suerte, deducir un valor).

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