(宏實中學,安徽 樅陽 246700)
代數(shù)不等式是數(shù)學競賽中一種不可或缺的題型.那些精美的不等式往往使人絞盡腦汁,但又讓人愛不釋手.在敬佩、感嘆之余,人們心中往往會產(chǎn)生疑惑:這些不等式是怎么想到的,有沒有證明的捷徑?筆者發(fā)現(xiàn),代數(shù)不等式有幾種常見的三角背景,本文借用數(shù)學競賽、期刊雜志和安振平新浪博客中的代數(shù)不等式,對幾類常見代數(shù)不等式的三角背景作一個總結,供大家參考.
證明在△ABC中,
當且僅當△ABC為正三角形時等號成立[1].
證明設x=tanA,y=tanB,z=tanC,其中A,B,C為銳角△ABC的3個內(nèi)角,則
(《數(shù)學通報》2018年9月數(shù)學問題2 442)
背景2在△ABC中,cosA+cosB+cosC≥2(cosAcosB+cosBcosC+cosCcosA).
即
cosA+cosB+cosC≥2(cosAcosB+cosBcosC+cosCcosA),
當且僅當△ABC為正三角形時等號成立[3].
例3已知a,b,c≥0,a2+b2+c2+abc=4,求證:a+b+c≥ab+bc+ca.
(安振平新浪博客不等式問題4 712)
cos2A+cos2B+cos2C+2cosAcosBcosC=1,
令2cosA=a,2cosB=b,2cosC=c,則所證的式子轉(zhuǎn)化為
cosA+cosB+cosC≥2(cosAcosB+cosBcosC+cosCcosA).
應用背景2,即證.
(2011年中歐數(shù)學奧林匹克競賽試題第2題)
cos2A+cos2B+cos2C+2cosAcosBcosC=1,
當且僅當a=b=c=1時等號成立.
當且僅當△ABC為正三角形時等號成立.
例5已知x,y,z>0,xy+yz+zx+xyz=4,求證:x+y+z≥xy+yz+zx.
(1996年越南數(shù)學奧林匹克競賽試題第3題)
結合背景3,即證.
(安振平新浪博客不等式問題4 714)
cos2A+cos2B+cos2C+2cosAcosBcosC=1,
構造銳角△ABC.令2cosA=a,2cosB=b,2cosC=c,則原式轉(zhuǎn)化為
當且僅當a=b=c=1時等號成立.
總之,從代數(shù)式的結構出發(fā),對代數(shù)不等式問題的三角背景進行挖掘,新穎復雜的代數(shù)不等式往往就轉(zhuǎn)化為優(yōu)美整潔的三角不等式,從三角的視角去研討問題,為問題的解決找到了一條“柳暗花明又一村”的捷徑.