BẤT ĐẲNG THỨC BU-NHIA-KÔP-XKI + VỚI HAI CẶP SỐ   A B ; VÀ  ...

3) Bất đẳng thức Bu-nhia-kôp-xki

+ Với hai cặp số   a b ;   x y ; luôn có a

2

b

2

 x

2

y

2

ax by

2

, đẳng thức xảy ra

khi và chỉ khi ay bx  .

+ Tổng quát, cho hai dãy số thực tùy ý a a

1

, ,...,

2

a

n

b b

1

, ,..., ,

2

b

n

khi đó ta có

a b

1 1

a b

2 2

  ... a b

n n

2

  a

1

2

a

2

2

  ... a

n

2

 b

1

2

b

2

2

  ... b

n

2

 .

Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi a

i

kb

i

với mọi i  1, 2,..., . n

Ví dụ 15. Tìm nghiệm nguyên của phương trình

2

2

2

2

2

2 2 4 4.

xyzxyyzz  

Giải.

Biến đổi phương trình về dạng

     

        

2

2

2

2

2

2 2 4 4 0

x xy y y yz z z z

  

x y

0

               

2

2

2

x y y z z y z x y z

2 0 0 2.

  

2 0

z

Vậy phương trình có nghiệm duy nhất  x y z ; ;   2;2;2 .

Ví dụ 16. Tìm nghiệm nguyên của phương trình

x

2

1  y

2

4  z

2

9 48 xyz .

Nhận thấy nếu  x y z

0

; ;

0

0

 là một nghiệm nguyên của phương trình thì x y z

0

, ,

0

0

cùng

dương hoặc có hai số âm và một số dương.

Ngoài ra   x

0

;  y z

0

;

0

  , x

0

;  y

0

;  z

0

  ,  x y

0

; ;

0

z

0

 cũng là nghiệm.

Do đó trước hết ta đi tìm nghiệm nguyên dương.

Áp dụng bất đẳng thức Cô-si cho hai số không âm, ta có

2

1 2 0;

2

4 4 0;

2

9 6 0.

x   xy   yz   z

Suy ra  x

2

1  y

2

4  z

2

9 48 xyz .

Đẳng thức chỉ xảy ra khi và chỉ khi x  1, y  2, z  3.

Vậy nghiệm nguyên  x y z ; ;  của phương trình là

 1;2;3 , 1; 2;3 , 1; 2; 3 , 1;2; 3 .             

Nhận xét. Bằng cách này ta có thể tìm nghiệm nguyên của phương trình dạng

Trang 32

x

1

2

a

1

2

 x

2

2

a

2

2

  ... x

n

2

a

n

2

2

n

x x

1 2

... . x a a a

n

1 2

...

n

với a n

i

, là các số nguyên dương.

Ví dụ 17. Tìm nghiệm nguyên của hệ phương trình

  

2

2

x z

9

  

y t

16

   