ongelijkheid

Opgave - IrMO 2007 dag 2 vraag 2

Zij $a,b,c>0$. Bewijs dat $$\frac{a+b+c}3\le \sqrt{\frac{a^2+b^2+c^2}3} \le \frac{\frac{ab}{c}+\frac{bc}{a}+\frac{ca}{b}}{3}$$ en vind wanneer gelijkheid optreedt.

Oplossing

Eerste ongelijkheid is equivalent met $\sum (a-b)^2 \geq 0$. (Gelijkheid asa $a=b=c$.)

Tweede ongelijkheid is equivalent met $\sum a^4(b^2-c^2)^2 \geq 0$. (Gelijkheid asa $a^2=b^2=c^2$, i.e. $a=b=c$.)