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设A+B+C=π,且x,y,z∈R,求证:x2+y2+z2≥2yzcosA+2xzcosB+2xycosC.

题目详情

设A+B+C=π,且x,y,z∈R,求证:

x 2 +y 2 +z 2 ≥2yzcosA+2xzcosB+2xycosC.

▼优质解答
答案和解析
答案:
解析:
  证明:设f(x)=x2+y2+z2-2yzcosA-2xzcosB-2xycosC   =x2-2x(zcosB+ycosC)+y2+z2-2yzcosA.   由A+B+C=π知cosA=-cos(B+C)   =-cosBcosC+sinBsinC.   又Δ=4(zcosB+ycosC)2-4(y2+z2-2yzcosA)   =4(z2cos2B+y2cos2C+2yzcosBcosC-y2-z2+2yzcosA)   =4[-z2sin2B-y2sin2C+2yzcosBcosC-2yzcos(B+C)]   =4(-z2sin2B-y2sin2C+2yzsinBsinC)   =-4(zsinB-ysinC)2≤0.   又二次项系数为1,∴f(x)对任意x恒有f(x)≥0.   也就是x2+y2+z2≥2yzcosA+2xzcosB+2xycosC.   当且仅当zsinB-ysinC=0时,Δ=0;   x=zcosB+ycosC时,f(x)=0.   ∴x2+y2+z2≥2yzcosA+2xzcosB+2xycosC,   当且仅当zsinB-ysinC=0,zsinA-xsinC=0,ysinA-xsinB=0时,等号成立.   
分析:
我们可把待证不等式转化为某一字母的函数,利用函数的性质,作出简捷证明,只要函数构造得当,证明过程会特别简捷明快.