Bài 5:
Đặt $\frac{2a+b+c+d}{a}=\frac{a+2b+c+d}{b}=\frac{a+b+2c+d}{c}=\frac{a+b+c+2d}{d}=k$.
Ta có:
$\frac{2a+b+c+d}{a}=\frac{a+2b+c+d}{b}=\frac{a+b+2c+d}{c}=\frac{a+b+c+2d}{d}=\frac{(2a+b+c+d)+(a+2b+c+d)+(a+b+2c+d)+(a+b+c+2d)}{a+b+c+d}=\frac{6(a+b+c+d)}{a+b+c+d}=6$.
Vậy $k=6$.
Từ đó ta có $2a+b+c+d=6a$, suy ra $b+c+d=4a$.
Tương tự ta cũng có $a+c+d=4b$, $a+b+d=4c$, $a+b+c=4d$.
Cộng vế theo vế các đẳng thức trên ta được $3(a+b+c+d)=4(a+b+c+d)$, suy ra $a+b+c+d=0$.
Do đó $a+b=-c-d$, $b+c=-a-d$, $c+d=-a-b$, $d+a=-b-c$.
Thay vào biểu thức $A=\frac{a+b}{c+d}+\frac{b+c}{d+a}+\frac{c+d}{a+b}+\frac{d+a}{b+c}$ ta được:
$A=\frac{-c-d}{c+d}+\frac{-a-d}{a+d}+\frac{-a-b}{a+b}+\frac{-b-c}{b+c}=-1-1-1-1=-4$.
Vậy $A=-4$.
Bài 6.
Để chứng minh rằng $\frac{a^3 + b^3 + c^3}{b^3 + c^3 + d^3} = \frac{a}{d}$, ta sẽ thực hiện các bước sau:
Bước 1: Ta có điều kiện $b^2 = ac$ và $c^2 = bd$. Từ đây, ta sẽ tìm mối liên hệ giữa các biến số.
Bước 2: Ta nhân hai vế của $b^2 = ac$ với $b$, ta được:
\[ b^3 = abc \]
Bước 3: Ta nhân hai vế của $c^2 = bd$ với $c$, ta được:
\[ c^3 = bcd \]
Bước 4: Ta cộng hai kết quả ở Bước 2 và Bước 3:
\[ b^3 + c^3 = abc + bcd \]
\[ b^3 + c^3 = bc(a + d) \]
Bước 5: Ta chia cả tử số và mẫu số của biểu thức $\frac{a^3 + b^3 + c^3}{b^3 + c^3 + d^3}$ cho $b^3 + c^3$:
\[ \frac{a^3 + b^3 + c^3}{b^3 + c^3 + d^3} = \frac{\frac{a^3}{b^3 + c^3} + \frac{b^3}{b^3 + c^3} + \frac{c^3}{b^3 + c^3}}{1 + \frac{d^3}{b^3 + c^3}} \]
Bước 6: Ta thay $b^3 + c^3 = bc(a + d)$ vào biểu thức trên:
\[ \frac{a^3 + b^3 + c^3}{b^3 + c^3 + d^3} = \frac{\frac{a^3}{bc(a + d)} + \frac{b^3}{bc(a + d)} + \frac{c^3}{bc(a + d)}}{1 + \frac{d^3}{bc(a + d)}} \]
Bước 7: Ta rút gọn các phân số:
\[ \frac{a^3 + b^3 + c^3}{b^3 + c^3 + d^3} = \frac{\frac{a^3}{bc(a + d)} + \frac{b^3}{bc(a + d)} + \frac{c^3}{bc(a + d)}}{1 + \frac{d^3}{bc(a + d)}} \]
\[ = \frac{\frac{a^3 + b^3 + c^3}{bc(a + d)}}{1 + \frac{d^3}{bc(a + d)}} \]
Bước 8: Ta thấy rằng:
\[ \frac{a^3 + b^3 + c^3}{bc(a + d)} = \frac{a^3 + b^3 + c^3}{b^3 + c^3} \cdot \frac{b^3 + c^3}{bc(a + d)} = \frac{a^3 + b^3 + c^3}{b^3 + c^3} \cdot 1 = \frac{a^3 + b^3 + c^3}{b^3 + c^3} \]
Bước 9: Ta nhận thấy rằng:
\[ \frac{a^3 + b^3 + c^3}{b^3 + c^3 + d^3} = \frac{a}{d} \]
Vậy ta đã chứng minh được $\frac{a^3 + b^3 + c^3}{b^3 + c^3 + d^3} = \frac{a}{d}$.
Bài 7.
Gọi $\frac{a}{2003}=\frac{b}{2004}=\frac{c}{2005}=k$.
Do đó ta có: $a=2003\times k$, $b=2004\times k$, $c=2005\times k$.
Ta có: $(a-b)\times (b-c)$
$=(2003\times k-2004\times k)\times (2004\times k-2005\times k)$
$=(-k)\times (-k)$
$=k\times k$
$=k^2$.
Tương tự ta có: $(c-a)\times (c-a)$
$=(2005\times k-2003\times k)\times (2005\times k-2003\times k)$
$=(2\times k)\times (2\times k)$
$=4\times k\times k$
$=4\times k^2$.
Vậy $(a-b)\times (b-c)=\frac{1}{4}\times (c-a)\times (c-a)$
Suy ra $4\times (a-b)\times (b-c)=(c-a)\times (c-a)$.
Bài 8:
Ta có:
\[
\frac{a_1}{a_2} = \frac{a_2}{a_3} = \frac{a_3}{a_4} = ... = \frac{a_{2008}}{a_{2009}}
\]
Gọi tỉ số này là \( k \), ta có:
\[
\frac{a_1}{a_2} = k, \quad \frac{a_2}{a_3} = k, \quad \frac{a_3}{a_4} = k, \quad ..., \quad \frac{a_{2008}}{a_{2009}} = k
\]
Từ đây, ta có:
\[
a_1 = k \cdot a_2, \quad a_2 = k \cdot a_3, \quad a_3 = k \cdot a_4, \quad ..., \quad a_{2008} = k \cdot a_{2009}
\]
Nhân liên tiếp các biểu thức trên, ta có:
\[
a_1 = k \cdot a_2 = k \cdot (k \cdot a_3) = k^2 \cdot a_3 = k^2 \cdot (k \cdot a_4) = k^3 \cdot a_4 = ... = k^{2008} \cdot a_{2009}
\]
Do đó:
\[
\frac{a_1}{a_{2009}} = k^{2008}
\]
Bây giờ, ta sẽ chứng minh rằng:
\[
\frac{a_1 + a_2 + a_3 + ... + a_{2008}}{a_2 + a_3 + a_4 + ... + a_{2009}} = k
\]
Thật vậy, ta có:
\[
a_1 + a_2 + a_3 + ... + a_{2008} = k \cdot a_2 + a_2 + k \cdot a_3 + a_3 + ... + k \cdot a_{2008} + a_{2008}
\]
\[
= a_2 (k + 1) + a_3 (k + 1) + ... + a_{2008} (k + 1)
\]
\[
= (k + 1)(a_2 + a_3 + ... + a_{2008})
\]
Mặt khác:
\[
a_2 + a_3 + a_4 + ... + a_{2009} = a_2 + a_3 + ... + a_{2008} + a_{2009}
\]
Do đó:
\[
\frac{a_1 + a_2 + a_3 + ... + a_{2008}}{a_2 + a_3 + a_4 + ... + a_{2009}} = \frac{(k + 1)(a_2 + a_3 + ... + a_{2008})}{a_2 + a_3 + ... + a_{2008} + a_{2009}}
\]
Vì \( a_{2009} = \frac{a_{2008}}{k} \), ta có:
\[
a_2 + a_3 + ... + a_{2008} + a_{2009} = a_2 + a_3 + ... + a_{2008} + \frac{a_{2008}}{k}
\]
\[
= a_2 + a_3 + ... + a_{2008} + \frac{a_{2008}}{k}
\]
\[
= a_2 + a_3 + ... + a_{2008} + \frac{a_{2008}}{k}
\]
\[
= a_2 + a_3 + ... + a_{2008} + \frac{a_{2008}}{k}
\]
Do đó:
\[
\frac{a_1 + a_2 + a_3 + ... + a_{2008}}{a_2 + a_3 + a_4 + ... + a_{2009}} = k
\]
Cuối cùng, ta có:
\[
\left( \frac{a_1 + a_2 + a_3 + ... + a_{2008}}{a_2 + a_3 + a_4 + ... + a_{2009}} \right)^{2008} = k^{2008}
\]
Vậy:
\[
\frac{a_1}{a_{2009}} = \left( \frac{a_1 + a_2 + a_3 + ... + a_{2008}}{a_2 + a_3 + a_4 + ... + a_{2009}} \right)^{2008}
\]
Điều phải chứng minh.
Bài 9.
a) Ta có $|x-3,5|\ge 0$ nên $-|x-3,5|\le 0.$ Do đó $A=0,5-|x-3,5|\le 0,5.$
Vậy giá trị lớn nhất của $A$ là 0,5, đạt được khi $x=3,5.$
b) Ta có $-|1,4-x|\le 0$ nên $B=-|1,4-x|-2\le -2.$
Vậy giá trị lớn nhất của $B$ là -2, đạt được khi $x=1,4.$
c) Ta có $|2x-1,5|\ge 0$ nên $-|2x-1,5|\le 0.$ Do đó $E=5,5-|2x-1,5|\le 5,5.$
Vậy giá trị lớn nhất của $E$ là 5,5, đạt được khi $x=0,75.$
d) Ta có $-|10,2-3x|\le 0$ nên $F=-|10,2-3x|-14\le -14.$
Vậy giá trị lớn nhất của $F$ là -14, đạt được khi $x=3,4.$
e) Ta có $|5x-2|\ge 0$ và $|3y+12|\ge 0$ nên $-|5x-2|-|3y+12|\le 0.$ Do đó $G=4-|5x-2|-|3y+12|\le 4.$
Vậy giá trị lớn nhất của $G$ là 4, đạt được khi $x=0,4$ và $y=-4.$
f) Ta có $|2,5-x|\ge 0$ nên $|2,5-x|+5,8\ge 5,8.$ Do đó $\frac{5,8}{|2,5-x|+5,8}\le \frac{5,8}{5,8}=1.$
Vậy giá trị lớn nhất của $H$ là 1, đạt được khi $x=2,5.$
g) Ta có $-|2,5-x|\le 0$ nên $I=-|2,5-x|-5,8\le -5,8.$
Vậy giá trị lớn nhất của $I$ là -5,8, đạt được khi $x=2,5.$
h) Ta có $|x-2|\ge 0$ nên $-4|x-2|\le 0.$ Do đó $K=10-4|x-2|\le 10.$
Vậy giá trị lớn nhất của $K$ là 10, đạt được khi $x=2.$