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设 a,b,c 为正实数,满足 a+b+c=3. 证明: (a3+1)(b3+1)(c3+1)≥8.

解

如果 max{a,b,c}≥2, 则原式 >8+1>8. 否则,我们证明如下不等式: ln⁡(x3+1)≥32(x−1)+ln⁡2,0<x<2.
记 f(x)=ln⁡(x3+1)−32(x−1)−ln⁡2,0<x<2, 则 f′(x)=−3(x−1)(x2−x−1)2(x3+1),
有极值点 1 和 1+52, 且 f(x) 在 (0,1),(1+52,2) 上减, 在 (1,1+52) 上增. 所以 f(x)≥min{f(1),f(2)}. 而 f(1)=0, 关键是比较 f(2)=ln⁡92−32 和 0 的大小关系, 也即 92 和 e32 的大小关系, 也即 814 和 e3 的大小关系. 注意到 e3<(2.72)3≈20.12<814, 所以 f(x)≥0.

回到题目. 因为 f(a)+f(b)+f(c)=ln⁡(a2+1)(b2+1)(c2+1)−32(a+b+c−3)−3ln⁡2≥0, 代入 a+b+c=3 后就得到了要证的不等式.