Trước hết ta sẽ chứng minh bất đẳng
thức sau với mọi số thực a,b,c,m,n,p khác 0.
√a2+m2+√b2+n2+√c2+p2≥√(a+b+c)2+(m+n+p)2
Thật vậy,
Trên mặt phẳng tọa độ Đề-các Oxy xét các điểm O(0;0),A(−a;−m),B(b;n),C(−c;−p),D(a+b,m+n).
Theo bất đẳng thức tam giác ta có
OA+OB≥AB⇒√a2+m2+√b2+n2≥√(a+b)2+(m+n)2
OC+OD≥CD⇒√c2+p2+√(a+b)2+(m+n)2≥√(a+b+c)2+(m+n+p)2
Cộng theo từng vế hai bất đẳng thức trên và ta có bất đẳng thức cần chứng minh.
Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi O,A,B thẳng hàng, O,C,D thẳng hàng, tức là
→OA cùng hướng với →OB⇔am=bn
→OC cùng hướng với →OD⇔a+bm+n=cp
Tóm lại đẳng thức xảy ra ⇔am=bn=cp
Quay trở
lại bài toán của chúng ta và đặt a=log2x,b=log2y,c=log2z,m=1,n=1,p=2.
Dễ thấy, với xyz=8⟹a+b+c=log2x+log2y+log2z=log2xyz=3
Áp dụng BĐT trên ta có
P=√a2+m2+√b2+n2+√c2+p2≥√(a+b+c)2+(m+n+p)2≥√(3)2+(4)2=5.
Như vậy GTNN của P là 5 đạt được khi và chỉ khi {a+b+c=3a1=b1=c2⇔{a=34b=34a=32⇔{x=4√8y=4√8z=√8