Довести нерівність
x^2+9y^4+1=>-3xy^2-x+3y^2

x²+9y⁴+1 ≥ -3xy²-x+3y²

x²+x+1 ≥ -3xy²+3y²-9y⁴

x²+x+1 ≥ -3y²(x-1+y²)

y²≥0 за будь-якого значення у

⇒ -3y²≤0

Знайдемо вершину параболи f(x)=x²+x+1

xo= -b/2a = -1/2= -0,5

f(xo)= 0,25-0,5+1=0,75

Вітки параболи напрямлені вгору, адже а>0, отже в такому випадку значення виразу x²+x+1 завжди додатнє (бо функція завжди додатня)

Тоді x²+x+1>0 за будь-якого значення х

1)Якщо у=0, x-будь-яке число, то -3y²=0 ⇒ -3y²(x-1+y²)=0

Як вказано раніше, x²+x+1>0

Будь-яке додатнє число більше нуля, отже й

x²+x+1 > -3y²(x-1+y²) ⇒ x²+9y⁴+1 ≥ -3xy²-x+3y²

2) Якщо х=0, y≠0,

З іншого боку, нерівність можна перетворити на таку:

x²+x+3xy² ≥ 3y²-9y⁴-1

х(x+1+3y²) ≥ 3y²-9y⁴-1

Якщо один із множників--нуль, то і весь вираз дорівнює нулю:

Необхідно довести, що

3y²-9y⁴-1 ≤ 0

-(3y²)²+3y²-1 ≤ 0

y⁴≥0

Заміна: 3y²=n,  n>0

-n²+n-1≤ 0

f(n)= -n²+n-1

no= -1/-2 = 1/2= 0,5

f(no)= -0,25+0,5-1 = -0,75

Вітки параболи напрямлені вниз, бо а<0

Отже, -n²+n-1≤ 0  ⇒ 3y²-9y⁴-1≤0

х(x+1+3y²) ≥ 3y²-9y⁴-1    ⇒    x²+9y⁴+1 ≥ -3xy²-x+3y²

3) Якщо х>0, y≠0

x²+x+3xy² ≥ 3y²-9y⁴-1

x²≥0

Як зазначено раніше, 3y²-9y⁴-1<0

Відомо, що x²>0, 3y²>0

Оскільки х--додатнє число, то 3xy²>0

При додаванні додатніх чисел результат теж додатній: x²+x+3xy²>0

Додатнє число завжди більше за від'ємне, тож

x²+x+3xy² > 3y²-9y⁴-1 ⇒ x²+9y⁴+1 ≥ -3xy²-x+3y²

4) Якщо х<0, y≠0

x²+x+3xy² ≥ -9y⁴+3y²-1

Заміна: 3y²=n,  n>0

f(x)=x²+x(1+n)

b=1+n

коефіцієнт b не впливає на зміщення по ординаті, а коефіцієнта с в наданій квадратичній функції немає. Також вітки параболи напрямлені вгору, бо а>0.

Таким чином, x²+x(1+n)>0, а -n²+n-1<0, тому x²+x(1+n)>-n²+n-1<0   ⇒  x²+x+3xy² ≥ -9y⁴+3y²-1   ⇒  x²+9y⁴+1 ≥ -3xy²-x+3y²

Нерівність доведено