关于条件ab+bc+ca=3下循环不等式1/√(a+8b)+1/√(b+8c)+1/√(c+8a)≥1的证明思路问询
大家好,我最近遇到这么一个不等式证明题,是从一本书里看到的:
设$a,b,c\ge 0$,且满足$ab+bc+ca=3$,证明:
$$\frac{1}{\sqrt{a+8b}}+\frac{1}{\sqrt{b+8c}}+\frac{1}{\sqrt{c+8a}}\ge 1$$
这个循环不等式在$a=b=c=1$的时候取到等号,我本来想围绕这个等号成立点$(1,1,1)$来做一些估计,但试了几种方法都没成功,想跟大家请教下更好的思路:
AM-GM估计失败:我先用AM-GM做了个转化,得到
$$\sum_{cyc}\frac{1}{\sqrt{a+8b}}\ge 6\sum_{cyc}\frac{1}{a+8b+9}$$
但后面尝试证明$\frac{1}{a+8b+9}+\frac{1}{b+8c+9}+\frac{1}{c+8a+9}\ge \frac{1}{6}$的时候,发现这个式子在$a=\dfrac{\sqrt{30}}{50},b=5\sqrt{30},c=0$时不成立,这条路走不通。Cauchy-Schwarz相关估计失败:我也试过用Cauchy-Schwarz,比如想证明$\sqrt{a+8b}+\sqrt{b+8c}+\sqrt{c+8a}\le 9$,但同样在$a=\dfrac{\sqrt{30}}{50},b=5\sqrt{30},c=0$这个点上不成立;甚至尝试用$(a+8b)(b+8c)(c+8a)\le 27$来推导,结果还是被同一个反例推翻了。
Holder不等式尝试卡壳:后来我试了Holder不等式,写下了
$$\left(\sum_{cyc}\frac{1}{\sqrt{a+8b}}\right)2\cdot\sum_{cyc}\left[(a+8b)(ma+nb+pc)3\right]\ge \left[(m+n+p)(a+b+c)\right]^3$$
但这里的系数$(m,n,p)$我实在找不到合适的取值,感觉这个估计方向可能不够精准。
现在我有点卡壳了,希望能得到大家的指点,有没有更好的思路或者方法能搞定这个证明?谢谢大家!
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Tran Ngoc Khuong Trang

