Bài 6: Cho$\triangle ABC$ .Chứng minh rằng :a. $\sin \frac{A}{2}.\sin...
Câu hỏi:
Bài 6: Cho $\triangle ABC$ .Chứng minh rằng :
a. $\sin \frac{A}{2}.\sin \frac{B}{2}.\sin \frac{C}{2}\leq \frac{1}{8}$ .
b. $\cos A+\cos B+\cos C\leq \frac{3}{2}$ .
c. $\sin ^{2}A+\sin ^{2}B+\sin ^{2}C\leq \frac{9}{4}$ .
Câu trả lời:
Người trả lời: GV. Đỗ Hồng Đạt
Phương pháp giải:a. Ta có: $\sin \frac{A}{2}.\sin \frac{B}{2}.\sin \frac{C}{2} \leq \frac{1}{8}$Tương đương với $8\sin \frac{A}{2}.\sin \frac{B}{2}.\sin \frac{C}{2} \leq 1$Đặt $T = 8\sin \frac{A}{2}.\sin \frac{B}{2}.\sin \frac{C}{2}$Ta có: $T = 4\sin \frac{C}{2}(\cos \frac{A-B}{2} - \cos \frac{A+B}{2})$$T = 4\sin \frac{C}{2}(\cos \frac{A-B}{2} - \sin \frac{C}{2})$Kết hợp với công thức $\sin^2 x = 1 - \cos^2 x$ ta được phương trình bậc hai $4\sin^2\frac{C}{2} - 4\cos\frac{A-B}{2}.\sin\frac{C}{2} + T = 0$ (1)Phương trình (1) có nghiệm khi $\Delta ' \geq 0$, suy ra $T \leq \cos^2\frac{A-B}{2} \leq 1$Vậy $\sin \frac{A}{2}.\sin \frac{B}{2}.\sin \frac{C}{2} \leq \frac{1}{8}$b. Đặt X = $\cos A + \cos B + \cos C$Ta có: $X = 2\cos \frac{A+B}{2}.\cos \frac{A-B}{2} + 1 - 2\sin^2\frac{C}{2}$$2\sin^2\frac{C}{2} - 2\cos\frac{A-B}{2}.\sin\frac{C}{2} + X - 1 = 0$ (2)Phương trình (2) có nghiệm khi $\Delta ' \geq 0$, suy ra $X\leq \frac{3}{2}$Vậy $\cos A + \cos B + \cos C \leq \frac{3}{2}$c. Đặt V = $\sin^2A + \sin^2B + \sin^2C$Ta có: $V = \frac{1 - \cos 2A}{2} + \frac{1 - \cos 2B}{2} + 1 - \cos^2C$$V = 2 - \frac{1}{2}(\cos 2A + \cos 2B) - \cos^2C$$V = 2 - \cos(A+B)\cos(A-B) - \cos^2C$$V = 2 + \cos C \cos(A+B) - \cos^2C$$\cos^2C - \cos(A-B) \cos C + V - 2 = 0$ (3)Phương trình (3) có nghiệm khi $\Delta \geq 0$, suy ra $V \leq \frac{9}{4}$Vậy $\sin^2A + \sin^2B + \sin^2C \leq \frac{9}{4}$Vậy là các bước giải và câu trả lời cho từng phần của bài toán đã được cung cấp. Bạn có thể viết lại một cách chi tiết hơn và rõ ràng hơn từ các phương pháp giải trên.
Câu hỏi liên quan:
- Bài 1: Tìm giá trị lớn nhất , nhỏ nhất của hàm số sau :a) $y=\frac{6x-1}{x^{2}+8}$ .b)...
- Bài 2: Tìm giá trị lớn nhất , nhỏ nhất của biểu thức : $y=\frac{x^{2}-x+1}{x^{2}+x+1}$ ....
- Bài 3: Cho hàm số $y=\frac{x+1}{x^{2}+a}$ .Tìm điều kiện của a để miền giá trị của hàm...
- Bài 4: Tìm giá trị lớn nhất , nhỏ nhất của hàm số sau...
- Bài 5: Cho các số x , y thỏa mãn : $x^{2}+y^{2}+xy=1$Tính giá trị lớn nhất , nhỏ nhất...
Như vậy, ta chứng minh được điều phải chứng minh a. Tương tự ta có thể chứng minh được b và c bằng cách áp dụng các bất đẳng thức tương tự như trên.
Vì $cosA + cosB + cosC = 1 + 4sin \frac{A}{2}sin \frac{B}{2}sin \frac{C}{2}$, nên ta có: $4sin \frac{A}{2}sin \frac{B}{2}sin \frac{C}{2} \leq \frac{1}{8}$.
Suy ra: $\frac{3 - (cosA + cosB + cosC)}{3} \geq \sqrt[3]{(1 - cosA)(1 - cosB)(1 - cosC)}$.
Áp dụng bất đẳng thức AM - GM cho 3 số $1 - cosA, 1 - cosB, 1 - cosC$ ta có: $\frac{(1 - cosA) + (1 - cosB) + (1 - cosC)}{3} \geq \sqrt[3]{(1 - cosA)(1 - cosB)(1 - cosC)}$.
Do đó, $sin \frac{A}{2} \cdot sin \frac{B}{2} \cdot sin \frac{C}{2} = \sqrt{\frac{(1 - cosA)(1 - cosB)(1 - cosC)}{8}}$.