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¿Prueba de Nesbitt ' s la desigualdad?

Pensé que sólo de esta prueba, pero me parece que no puede conseguir que funcione.

Deje $a,b,c>0$, demuestran que, a $$\frac{a}{b+c}+\frac{b}{c+a}+\frac{c}{a+b}\ge \frac{3}{2}$$

Prueba: Puesto que la desigualdad es homogénea, WLOG $a+b+c=1$. Por lo $b+c=1-a$, y del mismo modo para $b,c$. Por lo tanto, es suficiente para demostrar que $$\frac{a}{1-a}+\frac{b}{1-b}+\frac{c}{1-c}\ge \frac{3}{2}$$. From $a+b+c=1$ and $a,b,c>0$ we have $0<a,b,c<1$, so we have $$\frac{a}{1-a}=a+a^2+a^3+...$$ and similarly for $b,c$, so it suffices to prove that $$\sum_{cyc} a+\sum_{cyc} a^2+\sum_{cyc} a^3+...\ge \frac{3}{2}$$, or equivalently (by $a+b+c=1$) $$\sum_{cyc} a^2+\sum_{cyc} a^3+...\ge \frac{1}{2}$$, where $\sum_{cyc} a=a+b+c$ similarly for $\sum_{cyc}a^n=a^n+b^n+c^n$. Here I get stuck. For example, doing the stuff below yields a weak inequality, because of too many applications of the $a^2+b^2+c^2\ge (a+b+c)^2/3$ desigualdad.

"cosas de abajo": Ahora, de $0<a<1$ hemos $a^3>a^4$, $a^5>a^8$, $a^7>a^8$, $a^9>a^{16}$, y así sucesivamente, por lo que es suficiente para demostrar que $$\sum_{cyc} a^2+2\sum_{cyc} a^4+4\sum_{cyc} a^8+8\sum_{cyc} a^{16}+...\ge \frac{1}{2}$$, or, multiplying by 2, $$2\sum_{cyc} a^2+4\sum_{cyc} a^4+8\sum_{cyc} a^8+...\ge 1$$, which by a simple inequality (i.e. recursively using $a^{2^n}+b^{2^n}+c^{2^n}\ge \frac{(a^{2^{n-1}}+b^{2^{n-1}}+c^{2^{n-1}})^2}{3}$) is equivalent to $$2(1/3)+4(1/3)^3+8(1/3)^7+...+2^n(1/3)^{2^n-1}+...\ge 1$$. Pero, a continuación, http://www.wolframalpha.com/input/?i=%5Csum_%7Bi%3D1%7D%5E%7B5859879%7D+2%5Ei+*%281%2F3%29%5E%282%5Ei-1%29 y así estamos jodidos.

3voto

user 170039 Puntos 5088

Primera prueba

$a+b=x$ , $b+c=y$ , $c+a=z$

$\therefore 2 \left(\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}+\dfrac{c}{a+b}\right)=(x+y+z)\left(\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}\right)-6\\=\underbrace{\dfrac{x}{y}+\dfrac{y}{x}}_{\geq 2}+\underbrace{\dfrac{y}{z}+\dfrac{z}{y}}_{\geq 2}+\underbrace{\dfrac{z}{x}+\dfrac{x}{z}}_{\geq 2}-3 \geq 3$

Segunda prueba

$f(a,b,c)=\left(\dfrac{a}{b+c}+\dfrac{b}{c+a}+\dfrac{c}{a+b}\right) \implies f(ta,tb,tc)=f(a,b,c)$ $\forall t\in \mathbb{R}\setminus\{0\}$ $a+b+c=1 \implies f(a,b,c)=\left(\dfrac{1}{b+c}+\dfrac{1}{c+a}+\dfrac{1}{a+b}\right)-3 \geq \dfrac{9}{2}-3=\dfrac{3}{2}$

2voto

frank000 Puntos 2056

Si desea utilizar la forma de serie de energía para hacerlo (aunque creo que es excesiva), la propiedad convexa de $f(x)=x^n$ tenemos $\frac{(a^n+b^n+c^n)}{3}\geq (\frac{a+b+c}{3})^n$ o equivalente $(a^n+b^n+c^n)\geq \frac{(a+b+c)^n}{3^{n-1}}$, donde $n$ es número entero positivo.

Por lo tanto su lado izquierdo (expansión de la serie) es mayor o igual a $1+\frac{1}{3}+\frac{1}{9}+\frac{1}{27}...=\frac{3}{2}$

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