Vậy ta xét với bài toán với giả thiết: ${a_1} + {a_2} + ... + {a_n} + x = \left( {n + x} \right){a_1}...{a_n}$ sao cho $n + x < 0$.
Bài toán 2: Cho ${a_1},...,{a_n} > 0$ và ${a_1} + {a_2} + ... + {a_n} + x = \left( {n + x} \right){a_1}...{a_n}$ sao cho $n + x < 0$. Chứng minh:
\[\frac{1}{{a_1^{n + 1} + {a_2} + ... + {a_n}}} + \frac{1}{{a_2^{n + 1} + {a_3} + ... + {a_n} + {a_1}}} + ... + \frac{1}{{a_n^{n + 1} + {a_1} + ... + {a_n}}} \le \frac{n}{{{a_1} + ... + {a_n}}}\]
Chứng minh:
Ta có:
\[\begin{array}{l}
\frac{1}{{a_1^{n + 1} + {a_2} + ... + {a_n}}} + \frac{1}{{a_2^{n + 1} + {a_3} + ... + {a_n} + {a_1}}} + ... + \frac{1}{{a_n^{n + 1} + {a_1} + ... + {a_n}}} \le \frac{n}{{{a_1} + ... + {a_n}}} \\
\Leftrightarrow \frac{1}{{a_1^{n + 1} + {a_2} + ... + {a_n}}} - \frac{1}{{{a_1} + ... + {a_n}}} + \frac{1}{{a_2^{n + 1} + {a_3} + ... + {a_n} + {a_1}}} - \frac{1}{{{a_1} + ... + {a_n}}} + ... + \frac{1}{{a_n^{n + 1} + {a_1} + ... + {a_n}}} - \frac{1}{{{a_1} + ... + {a_n}}} \le 0 \\
\Leftrightarrow \frac{{{a_1} - a_1^{n + 1}}}{{a_1^{n + 1} + {a_2} + ... + {a_n}}} + \frac{{{a_2} - a_2^{n + 1}}}{{a_2^{n + 1} + {a_3} + ... + {a_n} + {a_1}}} + ... + \frac{{{a_n} - a_n^{n + 1}}}{{a_n^{n + 1} + {a_1} + ... + {a_n}}} \le 0 \\
\end{array}\]
Lập luận tương tự như các chứng minh ở trên ta chỉ cần chứng minh:
\[{a_1} + ... + {a_n} \ge n\]
Từ giả thiết:
\[\begin{array}{l}
{a_1} + ... + {a_n} + x = \left( {n + x} \right){a_1}...{a_n} \\
\Leftrightarrow \left| x \right| = {a_1} + ... + {a_n} + \left| {n + x} \right|{a_1}...{a_n} \le {a_1} + ... + {a_n} + \frac{{\left| {n + x} \right|{{\left( {{a_1} + ... + {a_n}} \right)}^n}}}{{{n^n}}} \\
\Rightarrow \left| {n + x} \right|{\left( {{a_1} + ... + {a_n}} \right)^n} + {n^n}\left( {{a_1} + ... + {a_n}} \right) - {n^n}\left| x \right| \ge 0 \\
\end{array}\]
Bằng việc khảo sát tương tự như bài toán đã nêu trên thì ta cũng thu được ${a_1} + ... + {a_n} \ge n$
- WhjteShadow yêu thích