Bất đẳng thức số 23

Bài Toán:Cho $a,b,c\in \left[\frac{1}{2};1 \right ]$ . Tìm GTLN của
$$P=\frac{(a-b)(b-c)(c-a)}{abc}$$

Lời giải:Tồn tại giá trị $a,b,c$ để $P\geq 0$. Giả sử $a=max\left \{ a,b,c \right \}$

$\Rightarrow 1\geq a\geq c\geq b\geq \dfrac{1}{2}$

Ta có: 

$P=f(a)=a(\dfrac{1}{b}-\dfrac{1}{c})+\dfrac{c-b}{a}+\dfrac{b}{c}-\dfrac{c}{b}$

Tính đạo hàm, ta có: 

$f'(a)=\dfrac{c-b}{bc}-\dfrac{c-b}{a^{2}}=\dfrac{(c-b)(a^{2}-bc)}{a^{2}bc}\geq 0.$

$\Rightarrow P\leq f(1)=\dfrac{(1-b)(1-c)(c-b)}{bc}\leq \dfrac{(1-\dfrac{1}{2})(1-c)(c-\dfrac{1}{2})}{\dfrac{1}{2}c}=-(c+\dfrac{1}{2c})+\dfrac{3}{2}\leq \dfrac{3}{2}-\sqrt{2}$