Lanjutan Ketaksamaan Schur

(Bagian Kedua)

Bagian Pertama silahkan klik di sini

1. Penyederhanaan dengan pola siklik dan simetri

.Mengenal penulisan polaSiklik dan SimetriMisal untukn=3,pada penulisan unsurx,y,danz,makaPola SiklikPola Simetrisiklik.x2=x2+y2+z2sym.x2=x2+x2+y2+y2+z2+z2=2(x2+y2+z2)siklik.x3=x3+y3+z3sym.x3=2(x3+y3+z3)siklik.x2y=x2y+y2z+z2xsym.x2y=x2y+x2z+y2x+y2z+z2x+z2ysiklik.xyz=xyz+yzx+zxy=3xyzsym.xyz=xyz+xzy+=6xyz

2. Bentuk ketaksamaan berdasar nilai r

Masih ingat kita pada ketaksamaan Schur saat r=1, yaitu,:

a(ab)(ac)+b(ba)(bc)+c(ca)(cb)=a3+b3+c3(a2b+a2c+b2a+b2c+c2a+c2b)+3abc=sym.(a32a2b+abc)0.

Selanjutnya saat  r=1, kita bisa mendaptkan

1.a3+b3+c3+3abcab(a+b)+bc(b+c)+ca(c+a)2.abc(a+bc)(b+ca)(c+ab)3.(a+b+c)3+9abc4(a+b+c)(ab+bc+ca).

Dan saat  r=2, kita bisa mendaptkan

a4+b4+c4+abc(a+b+c)ab(a2+b2)+bc(b2+c2)+ca(c2+a2).

3. Beberapa formulasi bantu

1.(a+b+c)(a2+b2+c2)=a3+b3+c3+a(b2+c2)+b(a2+c2)+c(a2+b2)2.(a+b+c)(a2+b2+c2)=a3+b3+c3+a2(b+c)+b2(a+c)+c2(a+b)3.(a+b+c)(ab+ac+bc)=3abc+ab(a+b)+ac(a+c)+bc(b+c)4.(a+b+c)(ab+ac+bc)=3abc+a2(b+c)+b2(a+c)+c2(a+b)5.(a+b+c)3+3abc=a3+b3+c3+3(a+b+c)(ab+ac+bc)6.(a+b)(a+c)(b+c)=2abc++a2(b+c)+b2(a+c)+c2(a+b)7.(a+bc)(a+cb)(b+ca)=2abc(a3+b3+c3)+a2(b+c)+b2(a+c)+c2(a+b)8.(ab)(bc)(ca)=a2(cb)+b2(ac)+c2(ba).

4. Penyederhanaan ketaksamaan metode pqr

.KesamaanKetaksamaan1.sik.x2=p22q2.sik.x3=p(p23q)+3r3.sik.x2y2=q22pr4.(x+y)=pqr5.sik.xy(x+y)=pq3r6.sik.x2(y+z)=pq3r7.(1+x)=1+p+q+r1.pq9r2.p23q3.q23pr4.p327r5.q327r26.p3rq37.p3+9r4pq8.2p3+9r7pq9.2p3+27r9pq10.2p3+9r27pqr11.q3+9r24pqr12.2q3+27r29pqr13.p4+3q24p2q14.p4+4q2+6pr5p2q15.p2q+3pr4q216.pq22p2r+3qr17.p2q2+12r24p3r+pqr.

5. Ketaksamaan Schur bentuk pqr

Perhatikan poin 2 di atas saat r=1, kitaa akan medapatkan bentuk berikut ini:

(a+b+c)3+9abc4(a+b+c)(ab+bc+ca)p3+9r4pq.


CONTOH SOAL.

1Untuka,b,ctak negatif, tunjukkan bahwa(a+b+c)(ab+ac+bc)9abcBuktiMisalkanp=a+b+c,q=ab+ac+bc,danr=abcUntuk pembuktian pernyataan di atasdengan AM-GM kita memilikia+b+c3abc3ab+ac+bc3(abc)23maka hasil dari(a+b+c)(ab+ac+bc)3abc.3(abc)23pq3r3.3r23pq9r33pq9r.

2Untuka,b,ctak negatif, tunjukkan bahwa(a+b+c)23(ab+ac+bc)BuktiAlternatif 1Misalkanp=a+b+c,q=ab+ac+bc,danr=abcUntuk pembuktian pernyataan di atasdengan AM-GM kita memilikia2+b2+c2ab+ac+bcDan juga sebuah kesamaana2+b2+c2=(a+b+c)22(ab+ac+bc)maka dari kedua bentuk di atas kita akandapatkan bentuka2+b2+c2ab+ac+bc(a+b+c)22(ab+ac+bc)ab+ac+bc(a+b+c)23(ab+ac+bc)p23qAlternatif 2Telah kita ketahui bahwa(a+b+c)2=a2+b2+c2+2(ab+ac+bc)Dengan ketaksamaanrenatakita akandapatkan bentuk(a+b+c)2ab+bc+ca+2(ab+ac+bc)(a+b+c)23(ab+ac+bc)p23q.

3.Untuka,b,ctak negatif, tunjukkanbahwa(ab+ac+bc)23abc(a+b+c)BuktiMisalkanp=a+b+c,q=ab+ac+bc,danr=abcPerhatikan kesamaan berikut(ab+ac+bc)2=a2b2+a2c2+b2c2+2abc(a+b+c)Dengan AM-GM dan GM-AM kita dapatkan(ab+ac+bc)23a4b4c43+2abc(a+b+c)(ab+ac+bc)23abcabc3+2abc(a+b+c)(ab+ac+bc)2abc(a+b+c)+2abc(a+b+c)(ab+ac+bc)23abc(a+b+c)q23pr.

4.Untuka,b,ctak negatif, tunjukkan bahwa(a+b+c)327abcBuktiMisalkanp=a+b+c,q=ab+ac+bc,danr=abcUntuk pembuktian pernyataan di atasdengan AM-GM kita memilikia+b+c3abc3Masing-masing ruas pangkatkan 3, maka(a+b+c)327abcp327r.

5.Untuka,b,ctak negatif, tunjukkan bahwa(a+b+c)327abcBuktiMisalkanp=a+b+c,q=ab+ac+bc,danr=abcUntuk pembuktian pernyataan di atasdengan AM-GM kita memilikiab+ac+bc3(abc)23Masing-masing ruas pangkatkan 3, maka(ab+ac+bc)327(abc)2q327r2.

6.Misalkanx,y,xbilangan real positif dengantunjukkan bahwaa2+b2+c2+2abc+12(ab+acb+c)(Darij Grinberg)BuktiDenganketaksamaan AM-GMdandilanjutkan denganketaksamaan Schurserta menggesernya ke ruas kiri, makaa2+b2+c2+2abc+12(ab+ac+bc)a2+b2+c2+3(abc)23+12(ab+ac+bc)((a)23)3+((b)23)3+((c)23)3+3(abc)232(ab+ac+bc)a.23b.23(a.23+b.23)+a.23c.23(a.23+c.23)+b.23c.23(b.23+c.23)2(ab+ac+bc)a.23b.23(a.23+b.23)+a.23c.23(a.23+c.23)+b.23c.23(b.23+c.23)2(ab+ac+bc)=a.23b.23(a.23b.23)2+a.23c.23(a.23c.23)2+b.23c.23(b.23c.23)20.

7.(APMO 2004)Misalkanx,y,xbilangan real positif dengantunjukkan bahwa(x2+2)(y2+2)(z2+2)9(xy+yz+zx)BuktiAlternatif 1Dengan menjabarkan akan didapatkanx2y2z2+2siklik.x2y2+4siklik.x2+89siklik.xyPerhatikan bahwa2siklik.x2y24siklik.xy+6=2siklik.(xy1)20siklik.x2siklik.xyataux2+y2+z2xy+xz+yzKita cukup membuktikan bahwax2y2z2+siklik.x2+22siklik.xyx2y2z2+2siklik.xyUntuka,b,cbilangan real positif,Ketaksamaan Schursaatr=1memberikansiklik.a3+3abcsiklik.a2b+siklik.ab2=ab(a+b)+bc(b+c)+ca(c+a)DenganKetaksamaan AM-GMdidapakansiklik.a3+3abc2siklik.(ab)32Piliha=x23,b=y23,c=z23,maka didapatkan(x23)3+(y23)3+(z23)3+3(xyz)232(xy+yz+zx)Selanjutnya kita selesaikan ini,x2y2z2+2siklik.xyx2y2z2+23(xyz)23Misalkan(xyz)23=t,makat3+23tt33t+20(t1)2(t+2)0adalah hal benar.

.Alternatif 2x2y2z2+2siklik.x2y2+4siklik.x2+89siklik.xyatau dalam bentuk utuhnya, yaitux2y2z2+2(x2y2+x2z2+y2z2)+4(x2+y2+z2)+89(xy+xz+yz)Sekarang kira uraikan satu persatu bagianx2y2z2+1+13(xyz)239abca+b+c=9rpingat bahwajika ada9rp4qp2=4(xy+xz+yz)(x+y+z)2adalahketaksamaan Schur saatr=1x2y2+1+x2z2+1+y2z2+12(xy+xz+yz)x2+y2+z2xy+xz+yzkeduanya didapat dengan ketaksamaanAM-GMx2y2z2+2(x2y2+x2z2+y2z2)+4(x2+y2+z2)+8=x2y2z2+2+2(x2y2+x2z2+y2z2+3)+4(x2+y2+z2)4(xy+xz+yz)(x+y+z)2+4(xy+xz+yz)+4(xy+xz+yz)12(xy+xz+yz)(x+y+z)212(xy+xz+yz)3(xy+xz+yz)=9(xy+xz+yz).

.Alternatif 3(x2+2)(y2+2)(z2+2)9(xy+yz+zx)Denganketaksamaan AM-GM=x2y2z2+2(x2y2+x2z2+y2z2)+4(x2+y2+z2)+89(xy+xz+yz)=4(x2+y2+z2)+2((x2y2+1)+(x2z2+1)+(y2z2+1))+(x2y2z2+1)+19(xy+xz+yz)4(x2+y2+z2)+4(xy+xz+yz)+2xyz+19(xy+xz+yz)=(x2+y2+z2)+3(x2+y2+z2)+2xyz+15(x2+y2+z2)x2+y2+z2+3(xy+xz+yz)+2xyz5(xy+xz+yz)=x2+y2+z2+2xyz+12(xy+xz+yz)0adalah benar dengan bukti ada padanomor soal sebelumnya.

8.Misalkanx,y,xbilangan real positif dengantunjukkan bahwa2(a2+b2+c2)+abc+85(a+b+c)(Tran Nam Dung)BuktiDenganketaksamaan AM-GMdanmenggeser ke ruas kiri dan masing-masingserta mengalikan semunya dengan 6, maka12(a2+b2+c2)+6abc+4830(a+b+c)=12(a2+b2+c2)+3(2abc+1)+455.2.3(a+b+c)2(a2+b2+c2)+9(abc)23+455((a+b+c)2+9)=12(a2+b2+c2)+9abcabc35((a2+b2+c2)+2(ab+ac+bc))=7(a2+b2+c2)+9abcabc310(ab+ac+bc)7(a2+b2+c2)+27abca+b+c10(ab+ac+bc)denganketaksamaan Schur,yaitu:p3+9r4pq9rp4qp2maka ketaksamaan akan menjadi7(a2+b2+c2)+3(4qp2)10q7(a2+b2+c2)+2q3p2=7(a2+b2+c2)+2(ab+ac+bc)3(a+b+c)2=7(a2+b2+c2)+2q3((a2+b2+c2)+2q)=4(a2+b2+c2)+2q6q=4(a2+b2+c2)4q=4(a2+b2+c2)4(ab+ac+bc)=4(a2+b2+c2abacbc)0.


DAFTAR PUSTAKA

  1. Venkatachala, B.J. 2009. Inequalities An Approach Through Problems (2nd). India: SPRINGER.
  2. Vo Tranh Van..... Bat Dang Thuc Schur Va Phuong Phap Doi Bien P, Q, R.
  3. Vo Quoc Ba Can. 2007. Bai Viet Ve Bat Dang Thuc Schur Va Vornicu Schur.
  4. Young, B. 2009. Seri Buku Olimpiade Matematika Strategi Menyelesaikan Soal-Soal Olimpiade Matematika: Ketaksamaan (Inequality). Bandung: PAKAR RAYA.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Informasi