证明有关三角形边长的不等式设a,b,c是三角形的三条边长,求证8/5>a^2/(a^2+b^2)+b^2/(b^2+c^2)+c^2/(c^2+a^2)>7/5,请高手指教,经比较,认为"一心小爱"的解法有一定道理,只是对最后的"则将(1)式中x用y,z代
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/08/28 06:45:45
证明有关三角形边长的不等式设a,b,c是三角形的三条边长,求证8/5>a^2/(a^2+b^2)+b^2/(b^2+c^2)+c^2/(c^2+a^2)>7/5,请高手指教,经比较,认为"一心小爱"的解法有一定道理,只是对最后的"则将(1)式中x用y,z代
证明有关三角形边长的不等式
设a,b,c是三角形的三条边长,求证8/5>a^2/(a^2+b^2)+b^2/(b^2+c^2)+c^2/(c^2+a^2)>7/5,请高手指教,
经比较,认为"一心小爱"的解法有一定道理,只是对最后的"则将(1)式中x用y,z代换,x=(1-yz)/(y+z)易得(1)式成立",还不得要领,请继续指教,
证明有关三角形边长的不等式设a,b,c是三角形的三条边长,求证8/5>a^2/(a^2+b^2)+b^2/(b^2+c^2)+c^2/(c^2+a^2)>7/5,请高手指教,经比较,认为"一心小爱"的解法有一定道理,只是对最后的"则将(1)式中x用y,z代
由于这个不等式次数较高且为分式,所以其初等方法计算量较大,见谅
先介绍三角形中的常用公式:
1在三角形ABC中,恒有cotAcotB+cotBcotC+cotCcotA=1
2对于任意角A,恒有(sinA)^2=1/[1+(cotA)^2]
以上两式证明极其简单,略.
由三角形正玄定理,
8/5>a^2/(a^2+b^2)+b^2/(b^2+c^2)+c^2/(c^2+a^2)>7/5
8/5>(sinA)^2/[(sinA)^2+(sinB)^2]+(sinB)^2/[(sinB)^2+(sinC)^2]+(sinC)^2/[(sinC)^2+(sinA)^2]>7/5
根据上面介绍的三角公式2,原不等式进一步转化为
8/5>[(cotB)^2+1]/[(cotA)^2+(cotB)^2+2]+[(cotC)^2+1]/[(cotB)^2+(cotC)^2+2]+[(cotA)^2+1]/[(cotC)^2+(cotA)^2+2]>7/5
为了书写简便,设cotA=x cotB=y cotC=z
原题目转化为
已知:xy+yz+zx=1
求证:8/5>(y^2+1)/(x^2+y^2+2)+(z^2+1)/(y^2+z^2+2)+(x^2+1)/(z^2+x^2+2)>7/5
因为x^2+1=x^2+xy+yz+zx=(x+y)(x+z)
y^2+1=y^2+xy+yz+zx=(y+z)(y+x)
z^2+1=z^2+xy+yz+zx=(z+x)(z+y)
所以带入原式消元可得,只需证:
8/5>(y+z)/(x+y+2z)+(z+x)/(y+z+2x)+(x+y)/(z+x+2y)>7/5
下面证明(y+z)/(x+y+2z)+(z+x)/(y+z+2x)+(x+y)/(z+x+2y)>7/5
通分消去相同项可等价转化得:
x^3+y^3+z^3+8xyz+(x^2y+y^2z+z^2x)+6(xy^2+yz^2+zx^2)>0...(1)
当原三角形为锐角三角形时,x,y,z>0此时(1)式显然成立
当原三角形为钝角三角形时,不妨设x0
则将(1)式中x用y,z代换,x=(1-yz)/(y+z)易得(1)式成立
同理可证8/5>(y+z)/(x+y+2z)+(z+x)/(y+z+2x)+(x+y)/(z+x+2y)
所以原不等式得证
对于提问者的疑问,我在下面补充过程,但由于过程复杂,我只能尽可能的详细,见谅
将(1)式中x用y,z代换,然后在不等式两边同乘以(y+z)^3,得:
(1-yz)(y+z)^2+(y+z)^4+(1-yz)^3+(y^3+z^3)*(y+z)^3+5y^2(1-yz)(y+z)^2+5yz^2(y+z)^3+
5yz(1-yz)(y+z)^2+(1-yz)^2(z)(y+z)>0
合并同类项并展开消项,得:
y^6+z^6+1+6yz^3+18y^3z+20y^2z^2+z^4+6y^2+y^2+2z^2+14y^4z^2+2y^3z^3+8yz^5>7y^2z^4+2y^5z
则y^6+z^6+1+6yz^3+18y^3z+20y^2z^2+z^4+6y^2+y^2+2z^2+14y^4z^2+2y^3z^3+8yz^5>(y^6+y^4z^2)+
(2y^3z^3+8yz^5)>2y^5z+8y^2z^4>2y^5z+7y^2z^4
得证
原式为齐次轮转多项式
设
X=a^2/(a^2+b^2)+b^2/(b^2+c^2)+c^2/(c^2+a^2)
Y=b^2/(a^2+b^2)+c^2/(b^2+c^2)+a^2/(c^2+a^2)
X+Y=3
要证|X-Y|<1/5即可
即要证
1/5>|(a^2-b^2)/(a^2+b^2)+(b^2-c^2)/(b^2+c^2)+(c...
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原式为齐次轮转多项式
设
X=a^2/(a^2+b^2)+b^2/(b^2+c^2)+c^2/(c^2+a^2)
Y=b^2/(a^2+b^2)+c^2/(b^2+c^2)+a^2/(c^2+a^2)
X+Y=3
要证|X-Y|<1/5即可
即要证
1/5>|(a^2-b^2)/(a^2+b^2)+(b^2-c^2)/(b^2+c^2)+(c^2-a^2)/(c^2+a^2)|
若a=b
则上式右=0
所以上式右可以写成
(a-b)(b-c)(c-a)/f(a,b,c)的形式
又因为若a=-b
则上式右=0
所以上式右可以写成
(a+b)(b+c)(c+a)/g(a,b,c)的形式
所以很好啊,通过比较系数,只要证
|(a+b)(b+c)(c+a)(a-b)(b-c)(c-a)|<1/5(a^2+b^2)(b^2+c^2)(c^2+a^2)
|(a^2-b^2)(b^2-c^2)(c^2-a^2)|<1/5(a^2+b^2)(b^2+c^2)(c^2+a^2)
上述任意两个齐次对称多项式,证一个就OK了
|(a^2-b^2)(b^2-c^2)(c^2-a^2)|<1/5(a^2+b^2)(b^2+c^2)(c^2+a^2)
齐次对称
所以不妨设a>=b>=c
观察这个式子,似乎有平移不变性啊!
当a^2,b^2,c^2同时-k(k>0)
左边不变,右边变小
|(a^2-b^2)(b^2-c^2)(c^2-a^2)|<1/5(a^2+b^2)(b^2+c^2)(c^2+a^2)
考察2元函数g(x,k)=[(x^2-k)^0.5]/x(k>0)
对于固定的k
x大则g(x,k)大
所以当a^2,b^2,c^2同时-k(k>0)
a边缩的比例小,b边和c边缩的比例大
当a^2,b^2,c^2同时-k(k>0)
k的最大值为a=b+c时取得(a所以只要证明
|((b+c)^2-b^2)(b^2-c^2)(c^2-(b+c)^2)|<=1/5((b+c)^2+b^2)(b^2+c^2)(c^2+(b+c)^2)
非齐次化令c=1只要证
5(2b+1)(b^2-1)(b^2+2b)-(1+2b+2b^2)(b^2+1)(b^2+2b+2)<=0
-2[(b+0.2739……)(b+1.3726……)(b-2.6511……)]^2<=0
上面的三个根是macbook-grapher解的,我笔算不出来,方程次数为6,不可以笔算根。
近似取等条件
a=3.6511c
b=2.6511c
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设a,b,c是三角形的三条边长,求证8/5>a^2/(a^2+b^2)+b^2/(b^2+c^2)+c^2/(c^2+a^2)>7/5
a,b,c全为正数就没什么说的了
方程组一
a+b>a a*a + b*b + 2ab >a*a
b+c>b b*b+ c*c+ 2bc > b*b
a+c>c c*c+ a*a+ 2ac > c*...
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设a,b,c是三角形的三条边长,求证8/5>a^2/(a^2+b^2)+b^2/(b^2+c^2)+c^2/(c^2+a^2)>7/5
a,b,c全为正数就没什么说的了
方程组一
a+b>a a*a + b*b + 2ab >a*a
b+c>b b*b+ c*c+ 2bc > b*b
a+c>c c*c+ a*a+ 2ac > c*c
1+2ab/(a^2+b^2)>a^2/(a^2+b^2)
1+2bc/(b^2+c^2)>b^2/(b^2+c^2)
1+2ac/(c^2+a^2)>c^2/(c^2+a^2)
方程组二 两边之差小于第三边
a-b
a+b>c
c+a>b
b+c>a
1+2ab/(a^2+b^2)>c^2/(a^2+b^2)
1+2ac/(a^2+c^2)>b^2/(a^2+c^2)
1+2bc/(a^2+c^2)>a^2/(b^2+c^2)
方程组四
余弦定理A,B,C分别为a ,b,c所对的三角形内角
a^2=b^2+c^2-2*b*c*CosA
b^2=a^2+c^2-2*a*c*CosB
c^2=a^2+b^2-2*a*b*CosC
CosA ,CosB,CosC < 1 (A,B,C不可能去零度)
方程组五
正弦定理,此处可设三角形的外接圆半径R=0.5,易于计算
a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R
sinA,sinB,sinC<=1
带方程组二,三,四,五,到方程组一
易得
8/5>a^2/(a^2+b^2)+b^2/(b^2+c^2)+c^2/(c^2+a^2)>7/5
收起
这个题样子长得挺一般的,做起来很难阿
近似取等条件确实是
a=3.6511c
b=2.6511c
但这个式子不能“所以不妨设a>=b>=c ”
另一端的取等条件恰好是b=3.6511c
a=2.6511c
如果不妨设了a>b>c就得不到这个关系了
从答案看,a,b,c的关系即没有趋近于0的,也不是算术平均,几何平均,倒数平均,平方...
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这个题样子长得挺一般的,做起来很难阿
近似取等条件确实是
a=3.6511c
b=2.6511c
但这个式子不能“所以不妨设a>=b>=c ”
另一端的取等条件恰好是b=3.6511c
a=2.6511c
如果不妨设了a>b>c就得不到这个关系了
从答案看,a,b,c的关系即没有趋近于0的,也不是算术平均,几何平均,倒数平均,平方平均中的任何一个,光取等条件似乎酒不会是很简单就能搞定的问题,我是不行了,希望见到很漂亮的解法。
楼上那两个,好像就不叫个方法
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用“特殊值法”来证明!这是最简单的方法,也是数学中解决问题的方法之一。
方法是:任意取三个数,只要这三个数的值满足“两边和大于第三边,两边和小于第三边,即能组成三角形”即可。然后把数值带入证明不等式成立即可。如取数值“3、4、5”或“3、5、7”等...
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用“特殊值法”来证明!这是最简单的方法,也是数学中解决问题的方法之一。
方法是:任意取三个数,只要这三个数的值满足“两边和大于第三边,两边和小于第三边,即能组成三角形”即可。然后把数值带入证明不等式成立即可。如取数值“3、4、5”或“3、5、7”等
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这个题目非常巧妙,请注意:8/5+7/5=3这个有趣的条件
假设a<=b<=c
设x=a^2/(a^2+b^2)+b^2/(b^2+c^2)+c^2/(c^2+a^2)
要证明8/5
同样证明x>7/5
其实这个题...
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这个题目非常巧妙,请注意:8/5+7/5=3这个有趣的条件
假设a<=b<=c
设x=a^2/(a^2+b^2)+b^2/(b^2+c^2)+c^2/(c^2+a^2)
要证明8/5
同样证明x>7/5
其实这个题目可以出的更复杂
比如要证明267/166>x>233/167
那就更恐怖了
但是这种题目确实对现实生活没有任何意义,只是培养了无数的书呆子,中国好多人都给糊涂了啊
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