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初中竞赛三角函数问题

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初中竞赛三角函数问题

三角函数问题 
设α,β,γ为锐角,且(cosα)^2+(cosβ)^2+(cosγ)^2=1. 
求证: cotβ*cotγ+cotγ*cotα+cotα*cotβ≤3/2

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  • 2010-10-24 19:29:49
      证明 设a,b,c为正数,依题意设
    (cosα)^2=a/(a+b+c),
    (cosβ)^2=b/(a+b+c),
    (cosγ)^2=c/(a+b+c)。 
    则有 
    (sinα)^2=(b+c)/(a+b+c),
    (sinβ)^2=(c+a)/(a+b+c),
    (sinγ)^2=(a+b)/(a+b+c)。
       那么有 cotα=√[a/(b+c)], cotβ=√[b/(c+a)], cotγ=√[c/(a+b)]。 于是有 cotβ*cotγ+cotγ*cotα+cotα*cotβ =√[bc/(c+a)(a+b)]+√[ca/(a+b)(b+c)]+√[ab/(b+c)(c+a)] 据均值不等式得: √[bc/(c+a)(a+b)]≤(1/2)[c/(c+a)+b/(a+b)] √[ca/(a+b)(b+c)]≤(1/2)[a/(a+b)+c/(b+c)] √[ab/(b+c)(c+a)]≤(1/2)[b/(b+c)+a/(c+a)] 所以 cotβ*cotγ+cotγ*cotα+cotα*cotβ= √[bc/(c+a)(a+b)]+√[ca/(a+b)(b+c)]+√[ab/(b+c)(c+a)]≤ (1/2)[c/(c+a)+b/(a+b)+a/(a+b)+c/(b+c)+b/(b+c)+a/(c+a)] =3/2。
       。

    m***

    2010-10-24 19:29:49

其他答案

    2010-10-23 18:21:52
  • 因为(cosα)^2+(cosβ)^2+(cosγ)^2=1. 两边乘以2可知
    2*(cosα)^2+2*((cosβ)^2+2*((cosγ)^2=2
    [(cosα)^2+*((cosβ)^2]+[(cosα)^2+(cosγ)^2]+[(cosβ)^2+(cosγ)^2]=2也就是说
    [(cosα-cosβ)^2+2cotα*cotβ]+[(cosα-cosγ)^2+2cotγ*cotα]+[(cosβ-cosγ)^2+2cotβ*cotγ]=2
    因为(cosα-cosβ)^2及(cosα-cosγ)^2及(cosβ-cosγ)^2都大于等于0,所以2cotα*cotβ+2cotβ*cotγ+2cotγ*cotα≤2
    从而得出cotβ*cotγ+cotγ*cotα+cotα*cotβ≤1
    1<3/2所以成立(备注:题目估计有误)

    x***

    2010-10-23 18:21:52

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