Page 16 - MATINF Nr. 9-10
P. 16

16                                                                                     P.H. Hoai



            and, by Minkowski’s Inequality,

                                                     Ç     …                        å 2
                                                  2                Ä√
                           X »                         X                          ä 2
                                                               2
                                  (a + b) (a + c)  =         a +      ab + bc + ca
                                                                2
                                                   ≥ (a + b + c) + 9 (ab + bc + ca) = x + 11y,
            and hence we have

                                       
                                                                                  2
                                   1    ï      y  Å    X     a  ã     ò 2  (k − 1) r (x + 11y)
                          LHS ≥ √        kp +      3 +            − p   +                      ,
                                    y          p           b + c                   M
                                                              ô
                            ñ             √ Å                ã 2            ï     Å      ã          ò
                              (k − 1) p     y      X     a                   x      x       r    8r
                        2
                   LHS ≥        √      +       3 +               + (k − 1) 2   +      + 3      +      ,
                                  y        p           b + c                 y      y      M     M
                                    √               X     a       1                  X     a      8r
                           ï                  Å              ã        ò 2           Å               ã
                       2
                  LHS ≥ (k − 1) t + 2 + 3 +                    √         + (k − 1) 2           +      ,
                                                        b + c    t + 2                   b + c    M
                                      h            r  i    1  Å     X     a  ã 2          X     2a
                         2
                    LHS ≥ (k − 1)   2  t + (t + 3)    +         3 +             + (k − 1)           +
                                                  M      t + 2          b + c                 b + c
                                                                        2
                                                                (k − 1) 8r
                                                            2
                                                  +2 (k − 1) +             ,
                                                                     M
                                                                a       1   Å          a  ã 2
                                   î        2           ó X                      X
                               2
                          LHS ≥ (k − 1) + 2 (k − 1)                +         3 +             +
                                                              b + c   t + 2          b + c
                                                                      2
                                                               (k − 1) 8abc
                                                       2
                                            +2 (k − 1) +                         ,
                                                           (a + b) (b + c) (c + a)
                                     2
                                   (k − 1) u       v + 8          u    2
                                                                                  2
                                                                                             2
                              2
                         LHS ≥               +                3 +      + 2 (k − 1) + (k − 1) v.
                                       2        4u − v + 16       2
            We need to prove that
                                                                                                    2
                2
              (k − 1) u        v + 8          u    2         2          2     Å      1  ã 2  (k − 2) v
                         +               3 +      + 2 (k − 1) + (k − 1) v ≥ 2k +          +           , i.e.
                   2       4u − v + 16        2                                      2           2
                                                                                                   2
                2
              (k − 1) u        v + 8          u    2         2          2     Å      1  ã 2  (k − 2) v
                         +               3 +      + 2 (k − 1) + (k − 1) v − 2k +         −             ≥ 0,
                   2       4u − v + 16        2                                      2          2
                                    (v + 8) (u + 6) 2
                                                                         2
                                                          2
                                                                                      2
                       i.e. f (v) =                 + 2 k − 1 u + 2 k − 2 v − 8k − 17 ≥ 0.
                                      4u − v + 16
                                 4 (u + 6) 3
                       0
                                                    2
            We have f (v) =                 2  + 2 (k − 2).
                              (4u − v + 16)
                Case A. u > 4, so
                                             3                            3      Å        ã
                                     4 (u + 6)                   4 (4 + 6)          1          1
                    0
                             0
                                                      2
                   f (v) ≥ f (0) =             + 2 k − 2 ≥                   + 2      − 2 =       > 0,
                                    (4u + 16) 2                (4 × 4 + 16) 2      16          32
            and hence
                                                          2
                                                 8 (u + 6)
                                                                               2
                                                                  2
                                 f (v) ≥ f (0) =           + 2 k − 1 u − 8k − 17
                                                  4u + 16
                                                        ï Å        1  ã    u − 4  ò
                                                              2
                                              = (u − 4) 2 k −          +            ≥ 0.
                                                                  16     8 (u + 4)
   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21