Question Number 79588 by loveineq. last updated on 26/Jan/20
$${f}\left({x}\right)\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}{x}}+\mathrm{2}{x}}+\frac{{x}}{\mathrm{4}} \\ $$$$\mathrm{prove}\:\mathrm{that}\:{f}\left({x}\right)\:\geqslant\:\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{8}}\:. \\ $$
Commented by MJS last updated on 26/Jan/20
$$\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}{x}}\:\mathrm{or}\:\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}}{x}\:? \\ $$
Commented by loveineq. last updated on 26/Jan/20
$$\mathrm{is}\:\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}{x}}\:\mathrm{not}\:\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}}{x} \\ $$
Commented by john santu last updated on 26/Jan/20
$$\mathrm{let}\:\sqrt{\mathrm{2x}}\:=\:\mathrm{t}\:\Rightarrow\mathrm{2x}\:=\:\mathrm{t}^{\mathrm{2}} \: \\ $$$$\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\mathrm{2t}+\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }\:+\:\frac{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{8}} \\ $$$$\mathrm{f}\left(\mathrm{x}\right)\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{t}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }\:+\frac{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{8}}\:=\:\left(\mathrm{t}+\mathrm{1}\right)^{−\mathrm{2}} +\frac{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{8}} \\ $$$$\mathrm{f}\:'\left(\mathrm{x}\right)\:=\:\left\{−\mathrm{2}\left(\mathrm{t}+\mathrm{1}\right)^{−\mathrm{3}} +\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{4}}\right\}×\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{t}}=\mathrm{0} \\ $$$$\frac{−\mathrm{2}}{\left(\mathrm{t}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{3}} }+\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{4}}=\mathrm{0}\:\Rightarrow\mathrm{t}\left(\mathrm{t}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{3}} =\mathrm{8} \\ $$$$\mathrm{t}\:=\:\mathrm{1}\:\Rightarrow\mathrm{x}\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:\Rightarrow\mathrm{f}_{\mathrm{min}} \:= \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}.\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}}+\mathrm{2}.\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{8}} \\ $$$$=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\mathrm{2}+\mathrm{1}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{8}}=\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{8}} \\ $$
Answered by MJS last updated on 26/Jan/20
$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}}{x}^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} +\mathrm{1}}+\frac{{x}}{\mathrm{4}}<\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{8}} \\ $$$$\Rightarrow \\ $$$${x}^{\mathrm{2}} +\sqrt{\mathrm{2}}{x}^{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}} −{x}−\frac{\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}{x}^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} +\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{4}}<\mathrm{0} \\ $$$$\left(\sqrt{{x}}\right)^{\mathrm{4}} +\sqrt{\mathrm{2}}\left(\sqrt{{x}}\right)^{\mathrm{3}} −\left(\sqrt{{x}}\right)^{\mathrm{2}} −\frac{\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}\sqrt{{x}}+\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{4}}<\mathrm{0} \\ $$$$\left(\sqrt{{x}}−\frac{\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} \left(\left(\sqrt{{x}}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}}\sqrt{{x}}+\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{2}}\right)<\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{wrong}\:\Rightarrow\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}}{x}^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} +\mathrm{1}}+\frac{{x}}{\mathrm{4}}\geqslant\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{8}} \\ $$