1. Trang chủ
  2. » Cao đẳng - Đại học

chuyen de 13

35 5 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Như vậy, ñể có thể ñương ñầu với các bất ñẳng thức lượng giác, bạn ñọc cần nắm vững các phương pháp chứng minh.. ðó sẽ là kim chỉ nam cho các bài bất ñẳng thức.[r]

(1)

Chương :

c phương pháp chng minh

Chứng minh bất ñẳng thức địi hỏi kỹ kinh nghiệm Khơng thể khơi khơi mà ta ñâm ñầu vào chứng minh gặp bất ñẳng thức Ta xem xét thuộc dạng nào, nên dùng phương pháp ñể chứng minh Lúc ñó việc chứng minh bất ñẳng thức thành cơng

Như vậy, ựể ựương ựầu với bất ựẳng thức lượng giác, bạn ựọc cần nắm vững phương pháp chứng minh kim nam cho bất ựẳng thức Những phương pháp ựó phong phú ựa dạng : tổng hợp, phân tắch, quy ước ựúng, ước lượng non già, ựổi biến, chọn phần tử cực trị Ầ Nhưng theo ý kiến chủ quan mình, phương pháp thật cần thiết thông dụng ựược tác giả giới thiệu chương : c phương pháp chng minhỢ

Mục lục :

2.1 Biến ñổi lượng giác tương ñương ……… 32

2.2 Sử dụng bước ñầu sở ……… 38

2.3 ðưa vector tích vơ hướng ……… 46

2.4 Kết hợp bất ñẳng thức cổ ñiển ……… 48

2.5 Tận dụng tính đơn diệu hàm số ……… 57

(2)

2.1 Biến ñổi lượng giác tương đương :

thể nói phương pháp y mt phương pháp “xưa nhưTrái ðất” sử dụng c công thc lượng giác sbiến ñổi qua lại gia c bt ñẳng thc ðể có thsử dụng tt phương pháp y bạn đọc cn trang bị cho nh nhng kiến thc cn thiết vbiến đổi lượng giác (bạn đọc ththam khảo thêm phn 1.2 c ñẳng thc,bt ñẳng thc trong tam giác)

Thông thường thì vi phương pháp y, ta sẽ đưa bt đẳng thc cn chng minh về dạng bt ñẳng thc ñúng hay quen thuc Ngồi ra, ta ng thsử dụng hai kết quả

quen thuc sinx ≤1; cosx ≤1

Ví dụ 2.1.1

CMR :

7 cos 14 sin

14 sin

π π

π

> −

Li giải : Ta có :

( )1

3 cos cos cos 14

sin

14 sin

7 cos cos cos 14 sin

14 sin 14 sin 14 sin 14 sin 14 sin 14 sin 14 sin

π π

π π

π

π π

π π

π π

π π

π π

π

+ +

= −

   

 

+ +

=

− +

− +

− =

Mặt khác ta có :

( )2 cos cos cos cos cos cos

7 cos cos cos cos cos cos cos

π π π

π π

π

π π

π π

π π

π

+ +

=

   

 

+ +

+ +

+ =

ðặt

7 cos ;

7 cos ;

7

cosπ = π = π

= y z

x

Khi từ ( ) ( )1, ta có bất đẳng thức cần chứng minh tương ñương với : x+y+z > 3(xy+yz+zx) ( )3

x,y,z>0 nên :

(3)

x,y,z đơi khác nên ( )4 ñúng ⇒ñpcm

Như vy, vi c bt đẳng thc như thì vic biến đổi lượng giác quyết định sng cịn vi vic chng minh bt ñẳng thc Sau sử dụng c biến đổi thì vic giải quyết bt đẳng thc trnên dễ dàng thm chí hin nhiên (!)

Ví dụ 2.1.2

CMR : a2 +b2 +c2 ≥2(absin3x+cacos2xbcsinx) Li giải :

Bất ñẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

( ) ( ) ( )

( )

( )

( cos2 sin ) ( sin2 cos )

0 cos

cos sin 2 sin

sin 2 cos sin cos sin

2 cos

sin 2 cos

cos sin cos sin cos

sin

cos sin

2

2 2

2

2 2

2

2

2 2

2

≥ −

+ − −

≥ +

− +

+ −

− + +

− +

+ +

≥ + +

+ +

x b x a c x b x a

x b

x x ab x a

x bc x ca x x ab c

x b

x a

x bc x ca

x x x

x ab c

x x

b x x

a

Bất đẳng thức cuối ln nên ta có đpcm

Ví dụ 2.1.3

CMR vi ABCbt kỳ ta :

4 sin

sin

sin2 A+ B+ 2C

Li giải :

Bất ñẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

( )

( )

( ) ( )

0 sin

4

cos cos

0 cos

cos cos

0 cos

cos cos

4

2 cos

2 cos cos

2

2 2

≥ − +

   

 −

− ⇔

≥ + − −

≥ + +

+ ⇔

≤ −

+ −

+ −

C B C

B A

C B A A

C B

A

C B

A

⇒đpcm

(4)

Ví dụ 2.1.4

Cho α β γ ≠ π +kπ (kZ)

2 ,

, ba c thỏa sin2α+sin2β +sin2γ =1 CMR : α β β γ γ α 2α 2β 2γ

2

tan tan tan

tan tan tan

tan tan

tan

− ≤

   

 + +

Li giải :

Ta có :

γ β α α

γ γ

β β

α

γ β

α

γ β

α

γ β

α

2 2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

tan tan tan tan tan tan

tan tan

tan

2 tan

1 tan

1 tan

1

2 cos cos

cos

1 sin sin

sin

− = +

+ ⇔

= +

+ +

+ +

= +

+ ⇔

= +

+

Khi bất đẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

(tan tan tan tan ) (tan tan tan tan ) (tan tan tan tan )

tan tan tan

tan tan

tan

tan tan tan

tan tan

tan

2

2

2 2

2

2

≥ −

+ −

+ −

+ +

≤    

 + +

β α α

γ α

γ γ

β γ

β β

α

α γ γ

β β

α α

γ γ

β β

α

⇒ñpcm

ðẳng thức xảy α β γ

β α α

γ

α γ γ

β

γ β β

α

tan tan

tan tan

tan tan

tan

tan tan tan

tan

tan tan tan

tan

= =

⇔ 

   

= = =

Ví dụ 2.1.5

CMR ABCbt kỳ ta :

  

 

+ +

≥ +

+

2 tan tan tan cot cot

cotA B C A B C

Li giải : Ta có :

2 cot cot cot cot cot

cotA+ B+ C = A B C

ðặt

2 cot ;

2 cot ;

2

cot A y B z C

x= = =

  

= + +

> xyz z y x

(5)

( ) ( )

( ) ( )

( ) ( ) ( )

3

1 1

2

2

≥ − + − + − ⇔

+ + ≥ + + ⇔

+ + ≥

+ + ⇔

   

 

+ + ≥ + +

x z z y y x

zx yz xy z

y x

xyz zx yz xy z

y x

z y x z y x

⇒ñpcm

ðẳng thức xảy ⇔cotA=cotB=cotC

A=B=C

⇔∆ABC

Ví dụ 2.1.6 CMR :

x x

x cos

2 sin

3 sin

3

+ ≤ −

+ +

Li giải :

Vì −1≤sinx≤1 cosx≥−1 nên :

3+sinx>0;3−sinx>0 2+cos>0 Khi ñó bất ñẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

( ) ( )

( )

(cos 1)(cos 2) 0 cos cos

cos 18 cos 12

sin cos

2

2

≥ − −

≥ + −

− − ≤ +

− ≤ +

x x

x x

x x

x x

cosx≤1 nên bất đẳng thức cuối ln ⇒đpcm

Ví dụ 2.1.7 CMR

2 ;

π β α π

< ≤

ta :



  

 

− 

  

 

− ≤

+ cos

1 cos

1

cos cos

2

β α

β α

Li giải : Từ

2 cos ; cos ;

3 < ≤

< ≤

(6)

do đó

   

≤ <

≤ +

<

4 cos cos

1 cos cos

0

β α

β α

ðặt a=cosα +cosβ ;b=cosαcosβ Bất ñẳng thức ñã cho trở thành :

( ) ( )

( 1)( )

0 4

1

1

1

2

2

2

≤ − −

≤ + − − ⇔

+ − ≤ −

+ − ≤       − ⇔

+ − ≤ −

b a a

b ab a

a

b a a b a

b b a a

a b

b a a

a

Bất ñẳng thức cuối ñúng a≤1 −4 =(cos −cos )2 ≥0⇒

β α

b

a đpcm

Ví dụ 2.1.8

Cho c c nhọn a b thỏa sin2a+sin2b<1 CMR : 2a+ 2b< 2(a+b)

sin sin

sin Li giải :

Ta có :

2 sin

sin2 =

  

 

+ a

a π

nên từ ñiều kiện sin2a+sin2b<1 suy :

2

;

π π

< + < −

< a a b b

Mặt khác ta có :

sin2(a+b)=sin2acos2b+sin2bcos2a+2sinasinbcosacosb

nên thay cos2b=1−sin2b vào bất ñẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

(a b)

b a b

a

b a b a b

a

+ <

< ⇔

< cos

cos cos sin

sin

cos cos sin sin sin sin

2 2

(để ý 2sinasinb>0 nên chia hai vế cho 2sinasinb) Bất ñẳng thức sau hiển nhiên ñúng < + < ⇒

2

(7)

Ví dụ 2.1.9

Cho ABCkhông vuông CMR :

( A B C) A B B C C A

C B

A 2 2 2 2 2

2

tan tan tan

tan tan

tan tan

tan tan

5 tan tan tan

3 − + + ≤ + + +

Li giải :

Bất ñẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

( ) ( )( )( )

( )

( ) ( ) ( ) ( )

(2cos cos ) sin ( ) 0 cos

cos cos

0 cos cos

cos

0 cos cos cos

4 cos

2 cos

2 cos

4 cos cos

cos

cos cos cos

1 cos

cos cos

cos cos

cos cos

cos cos

4

cos cos cos

1

3 cos

1 cos

1 cos

1 cos

1 cos

1 cos

1

tan tan tan tan tan

tan tan tan tan

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2

2

2

2 2

2

2

2

2

2

2

2 2

≥ − +

− − ⇔

≥ + − −

≥ + +

− +

≥ + +

+ ⇔

≥ +

+ + +

≥ +

+ ⇔

   

 

+ +

− ⇔

≤ −

   

 

− +

+ −

   

 

   

 

   

 

− ⇔

+ +

+ ≤ − +

+ −

B A B

A C

B A C C

C B

A B A

C B

A

C B

A

C B

A

C B A A

C C

B B

A C

B A

C B A C

B A

C B

A

C B

A C

B A

C B A

⇒đpcm

Ví dụ sau ñây, theo ý kiến chủ quan của c giả, thì li giải của xng đáng bc thy vbiến ñổi lượng giác Nhng biến ñổi tht slt o kết hp ng bt ñẳng thc mt ch hp lý ñúng chỗ ñã mang ñến cho chúng ta mt i tốn tht sự đặc sc !!!

Ví dụ 2.1.10

Cho na đường trịn n nh R , C mt đim y ý trên na đường trịn Trong hai

nh quạt ni tiếp hai đường trịn, gọi M N hai tiếp đim của hai đường trịn vi

đường nh của na đường trịn đã cho CMR : MN ≥2R( 2−1) Li giải :

Gọi O1,O2 tâm hai đường trịn ðặt ∠CON =2α (như

2 0<α <π ) OO1 =R1 ; OO2 = R2

Ta có :

α π α

− = ∠

= ∠

2

2

OM O

(8)

N

M O

O1

O2 C Vậy :

π α cotα tanα cotα

2

cot 2 1 2

1 R R R

R ON MO

MN + = +

  

 

− =

+ =

Trong ∆ vuông O1MO có :

( )

( )

α α α

α

α α

π

cos

cos cos

cos

cos

sin

1

1

1

+ = ⇒ =

+

− =    

 

− =

R R R

R

R R O

O R

Tương tự :

( )

α α α

α

sin

sin sin

sin 2 2

2

+ =

− =

=OO R R R R

R

Do :

( )( )

1 cos sin

2

2 cos sin cos

1

2 cos cos sin

2 cos sin cos

cos sin

1 cos sin

sin

cos cos

1 sin

sin cos sin

1 sin cos

sin cos

cos

2

+ +

=

   

 

+ =

   

 

+

   

 

+ =

+ +

+ +

=

+ + +

=

⋅ + + ⋅

+ =

α α

α α

α

α α

α

α α

α

α α

α α

α α α

α

α α α

α α

α α α

R R

R R

R R

R R

MN

mà = ( − )⇒

+ ≥

   

 

− ≤

+ 2

1 2

4

cos

sinα α α π MN R R ñpcm

ðẳng thức xảy ⇔ = ⇔OCMN

4

π

α

2.2 Sử dụng c bước ñầu cơ s:

c bước ñầu cơ sở mà tác giả mun nhc ñến ở ñây phn 1.2 c ñẳng thc, bt ñẳng thc tam giác Ta sẽ ñưa c bt ñẳng thc cn chng minh về các bt ñẳng thc cơbản bng ch biến ñổi sử dụng c ñẳng thc cơbản Ngoài ra, tham gia

(9)

C1

C B1

B

A1 A

Ví dụ 2.2.1

Cho ABC ðường phân giác c c A,B,C ct đường trịn ngoại tiếp ABC

ln lượt tại A1,B1,C1 CMR : SABCSA1B1C1

Li giải :

Gọi R bán kính đường trịn ngoại tiếp ∆ABC bán kính đường trịn ngoại tiếp ∆A1B1C1

Bất đẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

( )1 sin

sin sin sin sin sin

2R2 A B CR2 A1 B1 C1

Do

2 ;

2 ;

2 1

1

B A C A C B C B

A = + = + = + nên :

( )

( )2 cos cos cos cos cos cos sin sin sin

2 sin sin sin sin

sin sin

C B A C

B A C B A

B A A C C B C

B A

≤ ⇔

+ +

+ ≤

2 cos cos

cosA B C > nên :

( )⇔ ≤ ⇒ sin sin sin

2 A B C ñpcm

ðẳng thức xảy ⇔∆ABC

Ví dụ 2.2.2

CMR mọi tam giác ta đều :

2 sin sin sin 4 sin sin sin

sin sin

sinA B+ B C+ C A≤ + A B C

Li giải : Ta có :

2 sin sin sin cos cos

cosA+ B+ C = + A B C Bất ñẳng thức ñã cho tương ñương với :

cos cos cos ( )1

4 sin sin sin

sin sin

(10)

B A B

A C

A C A

C B

C B C

B A

cos cos sin

sin cos

cos cos sin

sin cos

cos cos sin

sin cos

− =

− =

− =

nên :

( ) ( )2

4 cos cos cos

cos cos

cos

1 ⇔ A B+ B C+ C A

Thật hiển nhiên ta có :

(cos cos cos ) ( )3

3 cos cos cos

cos cos

cosA B+ B C+ C AA+ B+ C

Mặt khác ta có :

2 cos cos

cosA+ B+ C

⇒( )3 ñúng ⇒( )2 ñúng ⇒ñpcm ðẳng thức xảy ∆ABC

Ví dụ 2.2.3

Cho ABC bt kỳ CMR :

cos cos cos

1 cos

cos cos

1 cos

cos cos

1

≥ +

+ + +

+ + +

+ A A B B B C C C A

Li giải :

ðặt vế trái bất ñẳng thức cần chứng minh T Theo AM – GM ta có :

T[3+2(cosA+cosB+cosC)+4(cosAcosB+cosBcosC+cosCcosA)]≥9 ( )1 mà :

2 cos cos

cosA+ B+ C

hiển nhiên : ( )

4 3

cos cos

cos cos

cos cos

cos cos

cos

2 ≤ +

+ ≤

+

+ B C C A A B C

B A

⇒3+2(cosA+cosB+cosC)+4(cosAcosB+cosBcosC+cosCcosA)≤9 ( )2 Từ ( ) ( )1, suy T ≥1⇒đpcm

Ví dụ 2.2.4

CMR vi mọi ABC bt kỳ, ta :

a2 +b2 +c2 ≥4 3S+(ab)2 +(bc)2 +(ca)2

Li giải :

(11)

2( ) 2 ( )1

c b a S ca

bc

ab+ + ≥ + + + Ta có :

S c b a C

S b a c B

S a c b A

4 cot

4 cot

4 cot

2 2

2 2

2 2

− + =

− + =

− + =

Khi :

( ) ( )

3 tan tan tan

3 cot

sin cot

sin cot

sin

cot cot

cot 4 sin

1 sin

1 sin

1

≥ +

+ ⇔

≥    

 

− +

   

 

− +

   

 

− ⇔

+ +

+ ≥

   

 

+ +

C B

A

C C

B B

A A

C B

A S S C

B A

S

⇒ñpcm

ðẳng thức xảy ∆ABC

Ví dụ 2.2.5

CMR mọi tam giác, ta :

R r A

C C

B B

A

4 sin sin sin sin sin

sin + + ≤ +

Li giải :

Áp dụng công thức :

2 sin sin sin

4R A B C

r= , ta ñưa bất ñẳng thức ñã cho dạng tương ñương sau :

( )1

8 sin sin sin sin sin sin sin sin

sin A B + B C + C AA B C

Ta có :

2 sin sin sin cos cos

cosA+ B+ C = + A B C Do :

( ) ( ) ( )2

8 cos cos

cos sin sin sin sin sin sin

1 ⇔ A B+ B C + C AA+ B+ C− ≤

Theo AM – GM, ta có :

2 sin sin 2 cos

2 cos cos

2 cos sin sin 2 cos

2 cos cos

2 cos

B A A

B B

A B

A A

B B

A

≥       

    

+ ⇒

(12)

   

 

+ ≤

2 tan sin tan sin 2 sin sin

2 A B A B B A

Tương tự ta có :

   

 

+ ≤

   

 

+ ≤

2 tan sin tan sin 2 sin sin

2 tan sin tan sin 2 sin sin

C A A

C A

C

B C C

B C

B

Từ ñó suy :

( ) ( ) ( )

 

+ +

+ +

+ ≤

≤    

 

+ +

B A

C A

C B C

B A

A C C

B B

A

sin sin

2 tan sin

sin tan sin

sin tan

2 sin sin sin sin sin sin

  

 

+ +

≥ +

+

2 sin sin sin sin sin sin cos cos

cosA B C A B B C C A

Khi :

( )

( ) ( ) ( )

4 cos cos

cos 1 cos cos

cos cos cos

cos

1 cos cos

cos sin sin sin sin sin sin

= +

+ =

− +

+ −

+ +

≤ − +

+ −

+ +

C B

A C

B A

C B

A

C B

A A

C C

B B

A

2 cos cos

cosA+ B+ C

( )

8 cos cos

cos sin sin sin sin sin

sin + + − + + − ≤

A B B C C A A B C

⇒( )2 đúng⇒đpcm

Ví dụ 2.2.6

Cho ABCbt kỳ CMR :

2 tan tan tan cot

cot cot

2 2

2 2

C B A

c b a C

B A

c b a

≤    

 

+ +

+ +

Li giải : Ta có :

S

C B

A

c b a

4 cot cot

cot

2 2

= +

+ + +

(13)

( )1 tan tan tan 64

2 2

C B A

c b a

S

Mặt khác ta có :

2 sin

cos 2 cos

2

2

2

2

A bc a

A bc bc a

A bc c

b a

− ≥

− + =

bc A S A

A bc A a

4 sin 2 tan

2 sin

2 tan

2

= =

Tương tự ta có :

S C c S

B b

4 tan ; tan

2

⇒( )1 ⇒đpcm

Ví dụ 2.2.7

CMR mọi tam giác ta :

(1+b+cbc)cosA+(1+c+aca)cosB+(1+a+bab)cosC ≤3 Li giải :

Ta có vế trái bất ñẳng thức cần chứng minh :

(cosA+cosB+cosC) (+[b+c)cosA+(c+a)cosB+(a+b)cosC] (− abcosC+bccosA+cacosB)

ðặt :

( ) ( ) ( )

B ca A bc C ab R

C b a B a c A c b Q

C B

A P

cos cos

cos

cos cos

cos

cos cos

cos

+ +

=

+ + +

+ +

=

+ +

=

Dễ thấy ≤

P

Mặt khác ta có :

bcosC+ccosB=2R(sinBcosC+sinCcosB)=2Rsin(B+C)=2RsinA=a

Tương tự :

c b a Q

c A b B a

b C a A c

+ + =

= +

= +

cos cos

cos cos

(14)

2

2

2 cos

cos cos

2 2

2 2 2 2 2

c b a R

b a c a c b c b a B ca A bc C ab

+ + = ⇒

− + + − + + − + = +

+

( ) ( ) ( ) ( )

3

1

1

2

3 2 2 2

≤ − + − + − − = + + − + + + ≤ + +

P Q R a b c a b c a b c

⇒đpcm

Ví dụ 2.2.8

Cho ABCbt kỳ CMR : R+r≥4 3 S Li giải :

Ta có :

( ) A B C

C B A C

B A

R

S p

S r

C B A

S C

B A R S abc R

sin sin

sin

sin sin sin sin

sin sin

sin sin sin

sin sin sin

3

+ +

= +

+ =

=

= =

=

Vậy :

C B

A

C B A C

B A

S C

B A

S r

R

sin sin

sin

sin sin sin sin

sin sin 2 sin sin sin 2

+ +

+ +

= +

Theo AM – GM ta có :

( )

3

sin sin

sin sin sin sin

sin sin sin

3 A B C A B C

C B A S

S r

R

+ +

≥ + mà :

8 3 sin sin sin

2 3 sin sin

sin

≤ ≤ +

+

C B A

C B

A

⇒ =

≥ +

R r 3 S S S

4 27.3 3

4

đpcm

Ví dụ 2.2.9

(15)

2

3

3

     

≥ + + + + + ≥

     

R S a

c ca ca c b

bc bc b a

ab ab r

S

Li giải :

Theo AM – GM ta có :

2

ca bc ab a c

ca ca c b

bc bc b a

ab

ab + +

≤ + + + + +

Do ( )

6

3

8 a b c r

S pr

S  = + +

     ⇒

= Lại có :

( )

2

c b a ca bc

ab + +

≤ + +

+ + + + + ≥

      ⇒

a c

ca ca c b

bc bc b a

ab ab r

S

2

vế trái ñược chứng minh xong Ta có :

( )

3

2 3 sin sin

sin

sin sin

sin

R c b a

C B

A

C B

A R c b a

≤ + + ⇒

≤ +

+

+ +

= + +

Theo AM – GM ta có :

( )( ) ( )( ) ( )( )

8

2 abc

p a p c p c p b p b p a p p

S = − − − − − − ≤

(a b) (b c) (c a)

abc c

b a

abc c

b a

abc p R

S

+ + + + + = + + ⋅ =    

 + +

⋅ ≤      

2

3

8

8

8

2

Một lần theo AM – GM ta có :

( ) ( ) ( ) ( )( )( ) c a

ca ca c b

bc bc b a

ab ab a c c b b a

abc a

c c b b a

abc

+ + + + + ≤ + + + ≤

+ + + +

+ 3.3

9

⇒vế phải chứng minh xong⇒Bất ñẳng thức ñược chứng minh hồn tồn

Ví dụ 2.2.10

Cho ABCbt kỳ CMR :

4

8

8

8

3

cos cos cos

    

  

≥ +

+

R abc C

(16)

Li giải :

Áp dụng BCS ta có :

( )

2 cos cos cos cos cos

cos 2

2 4

8

8

8

C B

A

c b a C

c B b A a

+ +

+ + ≥

+ +

mà :

( 2)2

2

2

16

4 cos cos cos

S R

abc

C B

A

=      

≤ +

+

Vì ta cần chứng minh : 4 16S c

b

a + + ≥ Trước hết có : 4 ( ) ( )1

c b a abc c

b

a + + ≥ + +

Thật : ( )1 ⇔ 2( − )+ 2( − )+ 2( − )≥0

ab c c ca b b bc a a

⇔[a2 +(b+c)2](bc)2 +[b2 +(c+a)2](ca)2 +[c2 +(a+b)2](ab)2 ≥0(đúng!) Mặt khác ta có :

16S2 =16p(pa)(pb)(pc) (= a+b+c)(a+bc)(b+ca)(c+ab) ( )2 Từ ( ) ( )1, suy ta phải chứng minh : abc≥(a+bc)(b+ca)(c+ab) ( )3 ðặt :

b a c z

a c b y

c b a x

− + =

− + =

− + =

a,b,clà ba cạnh tam giác nên x,y,z>0 Khi theo AM – GM :

( )( )( ) ( )( )( ) ( )( )( )

b a c a c b c b a xyz zx

yz xy x

z z y y x

abc= + + + ≥ = = + − + − + −

8 2

⇒( )3 ñúng ⇒ñpcm

2.3 ðưa vvector và tích vơ hướng :

Phương pháp y ln đưa cho bạn đọc nhng li giải bt ngờ thú vị Nó đặc trưng cho skết hp hồn gia đại số hình học Nhng nh cht của vector lại mang

ñến li giải tht ng sủa và ñẹp mt Nhưng slượng c i toán của phương pháp y không nhiu

(17)

A

B

C

e

e

e

1

2

3

O A

B C

CMR mọi tam giác ta :

2 cos cos

cosA+ B+ C

Li giải :

Lấy vector ñơn vị e1,e2,e3 cạnh AB,BC,CA Hiển nhiên ta có :

( )

( ) ( ) ( )

( )

2 cos cos

cos

0 cos cos

cos

0 , cos , cos , cos

0

1 3

2

1

≤ +

+ ⇔

≥ +

+ −

≥ +

+ +

≥ + +

C B

A

C B

A

e e e

e e

e e e e

⇒đpcm

Ví dụ 2.3.2

Cho ABCnhọn CMR :

2

cos

cos

cos A+ B+ C ≥−

Li giải :

Gọi O, G tâm đường trịn ngoại tiếp trọng tâm ∆ABC Ta có : OA+OB+OC =3OG

Hiển nhiên :

( )

( ) ( ) ( )

[ ]

( )

2

cos

cos

cos

0 cos

cos

cos

3

0 ,

cos ,

cos ,

cos

0

2 2

2

− ≥ +

+ ⇔

≥ +

+ +

≥ +

+ +

≥ +

+

C B

A

B A

C R

R

OA OC OC

OB OB

OA R

R

OC OB OA

⇒ñpcm

ðẳng thức xảy ⇔OA+OB+OC =0⇔OG=0⇔OG ⇔∆ABCñều

(18)

O A

B C

Cho ABCnhọn CMR x,y,zR ta :

( 2 2)

2

cos

cos

cos A zx B xy C x y z

yz + + ≥− + +

Li giải :

Gọi O tâm đường trịn ngoại tiếp ∆ABC Ta có :

( )

( 2 2)

2 2

2 2

2

2

cos

cos

cos

0 cos 2 cos 2 cos

0

2

0

z y x C

xy B zx A yz

B zx A yz

C xy z

y x

OA OC zx OC OB yz OB OA xy z

y x

OC z OB y OA x

+ + −

≥ +

+ ⇔

≥ +

+ +

+ + ⇔

≥ +

+ +

+ + ⇔

≥ +

+

⇒ñpcm

2.4 Kết hp c bt ñẳng thc cổ ñin :

Vni dung ng nhưcách thc sử dụng c bt ñẳng thc chúng ta ñã bàn chương 1: “Các bước đầu cơ s thế phn y, ta sẽ không nhc lại mà xét thêm mt số ví dụ phc tạp hơn, thú vị hơn

Ví dụ 2.4.1

CMR ∀∆ABCta :

2 cot cot cot sin sin

sin ≥

  

 

+ +

   

 

+

+ B C A B C

A

Li giải :

Theo AM – GM ta có :

2 sin sin sin

2 sin sin sin

C B A C

B A

≥ +

+

Mặt khác :

2 sin sin sin

2 cos cos cos cot cot cot cot cot cot

C B A

C B A C

B A C

B A

= =

(19)

( )

2 sin sin sin

2 cos sin cos sin cos sin

2 sin sin sin

2 cos sin cos sin cos sin

sin sin sin

sin sin

sin

3

C B A

C C B B A A

C B A

C C B

B A

A C

B A

C B

A

⋅ ≥

+ +

= +

+ =

Suy :

( )1 cot cot cot

2 sin sin sin

2 cos sin cos sin cos sin sin sin sin

2 cot cot cot sin sin sin

3

C B A

C B A

C C B B A A C B A

C B

A C

B A

= ⋅ ≥

≥    

 

+ +

   

 

+ +

mà ta có : 3

cot cot

cotA B C

( )2

2 3 cot cot cot

9 3

3 ≥ ⋅ =

A B C

Từ ( )1 ( )2 :

2 cot cot cot sin sin

sin ≥

  

 

+ +

   

 

+ +

A B C A B C

⇒đpcm

Ví dụ 2.4.2

Cho ABCnhọn CMR :

( )( )

2 tan tan

tan cos cos

cosA+ B+ C A+ B+ C

Li giải :

Vì ∆ABC nhọn nên cosA,cosB,cosC,tanA,tanB,tanC ñều dương

Theo AM – GM ta có : cos cos cos

3

cos cos

cos

C B A C

B A

≥ +

+

C B A

C B A C

B A C

B A

cos cos cos

sin sin sin tan

tan tan tan

tan

(20)

( )

C B A

C C B B A A

C B A

C C B

B A

A C

B A

C B

A

cos cos cos

cos sin cos sin cos sin

cos cos cos

cos sin cos

sin cos

sin cos

cos cos

2 sin sin sin

3 ⋅ ≥

+ +

= +

+ =

Suy :

( )( )

( )1 tan tan tan

cos cos cos

cos sin cos sin cos sin cos cos cos tan tan tan cos cos cos

3

C B A

C B A

C C B B A A C B A C

B A C B A

= ⋅ ≥ +

+ +

+

Mặt khác : tanAtanBtanC≥3

( )2

2 3 tan tan tan

9 3 3

= ⋅

≥ ⋅

A B C

Từ ( )1 ( )2 suy :

( )( )

2 tan tan

tan cos cos

cosA+ B+ C A+ B+ C ≥ ⇒ñpcm

Ví dụ 2.4.3

Cho ABCy ý CMR :

2 tan

1 tan

tan tan

tan

tan ≥

      

    

+ +

      

    

+ +

      

    

+

C C

B B

A A

Li giải :

Xét ( ) 

    

∈ ∀ =

2 ; tanx x π x

f

Khi : f ''( )x =

Theo Jensen thì : ( )1

tan tan

tan A+ B + C

Xét ( ) 

    

∈ ∀ =

2 ; cotx x π x

g

Và ( ) ( ) 

    

∈ ∀ > +

=

2 ; 0

cot cot

'' x x x x π

g

Theo Jensen thì : 3 ( )2

cot cot

(21)

Ví dụ 2.4.4

CMR mọi tam giác ta :

3 sin

1 sin

1 sin

1

1 

  

 

+ ≥    

 

+    

 

+    

 

+

C B

A Li giải :

Ta sử dụng bổ ñề sau :

Bổ ñề : Cho x,y,z >0 x+ y+zS :

1 1 1 ( )1      

+ ≥      

+      

+      

+

S z

y x

Chng minh bổ đề : Ta có :

( )1 1 1 1 1 ( )2 xyz zx

yz xy z

y x

VT +

  

 

+ + +    

 

+ + + = Theo AM – GM ta có :

1 9 ( )3 S z y x z y

x+ + ≥ + + ≥ Dấu xảy ( )

3 ⇔ x= y= z= S Tiếp tục theo AM –GM thì :

Sx+y+z≥33 xyz 27 ( )4

27

3

S xyz xyz

S

≥ ⇒ ≥

Dấu ( )4 xảy

3

S z y x= = =

Vẫn theo AM – GM ta lại có :

1 33 ( )5      

≥ + +

xyz zx

yz

xy

Dấu ( )5 xảy

3

S z y x= = = ⇔

Từ ( )( )4 suy :

1 272 ( )6

S zx yz

xy+ + ≥

Dấu ( )6 xảy ⇔ đồng thời có dấu ( )( )

3

(22)

( )

3

2

3 27 27

1 

    

+ = + + + ≥

S S

S S VT

Bổ ñề ñược chứng minh Dấu xảy ⇔ñồng thời có dấu ( )( )( )3

3

S z y x= = = ⇔

Áp dụng với x=sinA>0,y=sinB>0,z=sinC >0 mà ta có

2 3 sin sin

sinA+ B+ C≤ ñây

2 3 =

S

Theo bổ ñề suy :

3 sin

1 sin

1 sin

1

1 

  

 

+ ≥

   

 

+

   

 

+

   

 

+

C B

A

Dấu xảy

2 sin

sin

sin = = =

A B C

⇔∆ABC

Ví dụ 2.4.5

CMR mọi tam giác ta : la +lb +lcp Li giải :

Ta có : 2 ( ) ( ) ( )1

cos

a p p c b

bc bc

a p p c b

bc c

b A bc

la

+ = − +

= + =

Theo AM – GM ta có ≤1 +c b

bc

nên từ ( )1 suy : lap(pa) ( )2

Dấu ( )2 xảy ⇔b=c

Hoàn toàn tương tự ta có :

( ) ( )

( ) ( )4

3

c p p l

b p p l

c b

− ≤

− ≤

Dấu ( )( )3 tương ứng xảy ⇔a=b=c

Từ ( )( )( )2 suy :

la +lb +lcp( pa+ pb+ pc) ( )5

(23)

( ) ( )

( )6

3

p c

p b p a p

c b a p c

p b p a p

≤ − + − + − ⇒

− − − ≤

− + − + −

Dấu ( )6 xảy ⇔a=b=c

Từ ( )( )5 ta có : la +lb +lcp ( )7

ðẳng thức ( )7 xảy ⇔đồng thời có dấu ( )( )5 ⇔a=b=c

ABC

⇔ ñều

Ví dụ 2.4.6

Cho ABCbt kỳ CMR :

R r abc

c b

a

4 3

− ≥ + +

Li giải :

Ta có : pr p(p a)(p b)(p c) R

abc

S = = = − − −

( )( )( ) ( )( )( )

( )( )( )

abc

abc c

b a ca a c bc c b ab b a abc

c b a b a c a c b

abc

c p b p a p pabc

c p b p a p p pabc

S R

r

2

2 2 2

8

3 3 2

2 2

2

− − − − + + + + + = − + − + − + =

− −

− = − − − =

=

abc c b a c a a c b c c b a b b a abc

c b a R

r 3 3 3

6

4 ≤ + +

  

 

+ + + + + − + + + = − ⇒

⇒đpcm

Ví dụ 2.4.7

Cho ABCnhọn CMR :

b abc

A a C c a C c B b c B b A a

27 cos

cos cos

cos cos

cos ≥

 

 

− +

   

 

− +

   

 

− +

Li giải :

Bất ñẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

C B A B

A A C

C A

C C B

B C

B B A

A

sin sin sin 27 sin

cos sin cos

sin sin

cos sin cos

sin sin

cos sin cos

sin

   

 

− +

   

 

− +

   

 

(24)

27 cos cos cos cos cos cos cos cos cos cos cos cos sin sin sin 27 sin cos cos sin sin cos cos sin sin cos cos sin ≥ − ⋅ − ⋅ − ⇔ ≥       −       −       − ⇔ A C A C C B C B B A B A C B A B A C B A C B A C B A C ðặt          + − = + − = + − = ⇒           < < = = = 2 2 2 1 cos 1 cos 1 cos , , tan tan tan z z C y y B x x A z y x C z B y A x          − = − = − = 2 2 tan tan tan z z C y y B x x A

Ta có :

( )( )

( )( )

( )( )

( )( )

( )

( 2)( 2)

2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 cos cos cos cos y x y x y x y x y x y x B A B A − − + = + + − − + + − − − = −

Mặt khác ta có : x2 +y2 ≥2xy

tan tan ( )1 2 cos cos cos cos

2 A B

y y x x B A B A = − ⋅ − ≥ − ⇒

Tương tự : tan tan ( )2 cos cos cos cos C B C B C B ≥ −

tan tan ( )3 cos cos cos cos A C A C A C ≥ −

Nhân vế theo vế ba bất ñẳng thức ( )( )( )1 ta ñược :

A B C

A C A C C B C B B A B

A 2

tan tan tan cos cos cos cos cos cos cos cos cos cos cos cos ≥ − ⋅ − ⋅ −

Ta ñã biết : tanAtanBtanC≥3 3⇒tan2 Atan2 Btan2C≥27 Suy :

27 cos cos cos cos cos cos cos cos cos cos cos cos ≥ − ⋅ − ⋅ − A C A C C B C B B A B A

⇒ñpcm

Ví dụ 2.4.8

CMR ∀∆ABC ta :

      + ≥ + + p abc p c b

a2 2

(25)

Li giải :

Bất ñẳng thức cần chứng minh tương dương với :

( )

( ) ( )

c b a

abc c

b a c

b a

c b a

abc c

b a c

b a

+ + + + + ≥ + + ⇔

    

  

+ + + + + ≥

+ +

72

35

2

35 36

2

2

2

2

Theo BCS thì : (a+b+c)2 ≤3(a2 +b2 +c2)

⇒9(a+b+c)2 ≤27(a2 +b2 +c2) ( )1

Lại có :

     

≥ + +

≥ + +

3 2 2

2

3

3

c b a c

b a

abc c

b a

( )( )

( )( )

( ) 72 ( )2

8

72

9

2 2

2 2

2 2

c b a

abc c

b a

abc c

b a c b a

abc c

b a c b a

+ + ≥ + + ⇔

≥ + + +

+ ⇔

≥ + + +

+ ⇒

Lấy ( )1 cộng ( )2 ta ñược :

( ) ( ) ( )

( ) ( )

c b a

abc c

b a c

b a

c b a

abc c

b a c

b a c

b a

+ + + + + ≥ + + ⇔

+ + + + + ≥ + + + + +

72

35

72

8 27

2

2

2

2 2

2

⇒đpcm

Ví dụ 2.4.9

CMR ABC ta :

2 sin

2 cos

sin cos

sin cos

≥ − +

− +

C B A B

A C A

C B

Li giải :

Theo AM – GM ta có :

( )1

2 sin

2 cos

2 sin

2 cos

2 sin

2 cos sin

2 cos

2 sin

2 cos

2 sin

2 cos

3

C B A

B A C

A C B

C B A

B A C

A C

B

⋅ − ⋅

− ≥

− +

− +

(26)

mà : ( )( )( ) C B A B A A C C B C C B A B A B B A C A C A A C B C B C B A B A C A C B sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin cos 2 cos sin 2 sin cos 2 cos sin 2 sin cos 2 cos sin 2 sin cos sin cos sin cos + + + = − + ⋅ − + ⋅ − + = − ⋅ − ⋅ −

Lại theo AM – GM ta có :       ≥ + ≥ + ≥ + A C A C C B C B B A B A sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin ( )( )( ) ( )( )( ) ( ) sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin ≥ + + + ⇒ ≥ + + + ⇒ C B A B A A C C B C B A B A A C C B

Từ ( )( )1 suy :

2 sin cos sin cos sin cos = ≥ − + − + − C B A B A C A C B

⇒đpcm

Ví dụ 2.4.10

CMR mọi ABC ta : sin sin sin sin sin sin       ≥ + + R r A C C B B A

Li giải :

Bất ñẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

2 36 2 2 2 sin sin sin sin sin sin r ca bc ab r a c c b b a r A C R C B R B A R ≥ + + ⇔ ≥ ⋅ + ⋅ + ⋅ ⇔ ≥ + +

Theo cơng thức hình chiếu :

(27)

   

 

+ 

  

 

+ +

+    

 

+ 

  

 

+ +

   

 

+ 

  

 

+ =

+ + ⇒

2 cot cot cot cot

2 cot cot cot cot

cot cot cot cot

2

2

C B

B A

r

B A

A C

r A C

C B

r ca bc ab

Theo AM – GM ta có :

( )1 cot cot cot cot cot 2 cot cot 2 cot cot cot

cotB C C A B C C A= 2C A B

  

       

  

   

 

+

   

 

+ Tương tự :

( )

( )3 cot

cot cot cot cot cot cot

2 cot cot cot cot cot cot cot

2

A C B C

B B

A

C B A B

A A

C

   

 

+

   

 

+

   

 

+

   

 

+

Từ ( )( )( )1 suy :

( )4 cot cot cot 12 cot cot cot cot

2 cot cot cot cot

cot cot cot cot

3 A B C B

A A

C

B A

A C

B A

A C

≥    

 

+ 

  

 

+ +

+    

 

+ 

  

 

+ +

   

 

+ 

  

 

+

Mặt khác ta có : 27 ( )5

2 cot cot cot 3 cot cot

cot A B C ≥ ⇒ A B C

Từ ( )( )4 suy : 12.3 36 ( )6

cot cot cot

123 A B C ≥ =

Từ ( )( )4 suy ñpcm

2.5 Tn dụng nh đơn điu của m s:

Chương y đọc thì bạn đọc cn kiến thc cơbản về đạo m, khảo t m số của chương trình 12 THPT Phương pháp y thc sự có hiu quả trong c i bt đẳng thc lượng giác ðể có thsử dụng tt phương pháp y thì bạn đọc cn đến nhng kinh nghim giải tốn ở các phương pháp đã nêu ở các phân trước

Ví dụ 2.5.1

CMR :

π x x

sin > vi

    

∈ ; π

x

(28)

Xét ( )

π

2 sin

− =

x x x

f với      

∈ ; π

x

'( ) cos 2 sin

x x x x x

f = −

Xét g( )x = xcosx−sinx với 

    

∈ ; π

x

g ( )x x x x ⇒g( )x

    

∈ ∀ < −

=

2 ; 0

sin

' π nghịch biến khoảng

( ) ( ) ( ) ( ) = ⇒

    

>

<

= <

2

'

0 f x f x f π

g x

g đpcm

Ví dụ 2.5.2

CMR : x x

x

cos sin

>

     

vi

    

2 ; π

Li giải :

Bất ñẳng thức cần chứng minh tương ñương với : ( )

(cos)

sin

cos sin

3

3

> − ⇔

>

x x

x x

Xét f( )x = x( x)−3 −x cos

sin với 

    

∈ ; π

x

Ta có : ( ) ( ) sin (cos )

1 cos

'

4

3

− −

= x x x

x f

( ) ( ) ( ) ( ) 

    

∈ ∀ > +

= − −

2 ; 0

cos sin

9 sin cos

''

7

3

1 π

x x

x x

x x

f

f '( )x đồng biến khoảng đó⇒ f '( )x > f '( )0 =0

f( )x đồng biến khoảng ⇒ f( )x > f( )0 =0⇒đpcm

Ví dụ 2.5.3

CMR nếu a là góc nhọn hay a =0 ta : 2sina +2tana ≥2a+1

(29)

Áp dụng AM – GM cho hai số dương 2sina 2tana ta có :

2sina +2tana ≥2 2sina2tana =2 2sina+tana Như ta cần chứng minh : sina+tana>2a với

2 0<a

Xét f( )x =sinx+tanx−2x với 

    

∈ ; π

x

Ta có :

( ) ( )[ ( )] 

     ∈ ∀ > −

+ −

= + −

= − +

=

2 ; 0

cos

cos cos cos cos

1 cos cos cos

1 cos

' 2 2

2

2

π

x x

x x

x x

x x

x x

x f

( )x f

⇒ đồng biến khoảng đó ⇒ f( )a > f( )0 với a sina tana 2a

2 ;

0 ⇒ + >

    

∈ π

⇒2 2sina+tana ≥2 22a =2a+1

⇒2sina +2tana ≥2a+1

(khi a=0 ta có dấu đẳng thức xảy ra)

Ví dụ 2.5.4

CMR mọi tam giác ta đều :

( A B C) A B C

B A B

A B

A cos cos cos cos cos cos

12 13 cos

cos cos

cos cos

cos

1+ + + ≤ + + +

Li giải :

Bất ñẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

( A B A B A B) ( A B C)

C B

A cos cos cos

6 13 cos cos cos

cos cos

cos cos cos cos

1− + + + + ≥ + +

( A B A B A B) ( A B C)

C B

A cos cos cos

6 13 cos cos cos

cos cos

cos cos

cos

cos2 + + + + + + ≥ + +

( A B C) (cosA cosB cosC)

6 13 cos

cos

cos + + + ≤ + +

6 13 cos

cos cos

1 cos

cos

cos ≤

+ +

+ +

+ ⇔

C B

A C

B A

ðặt

2

cos cos

cos + + ⇒ < ≤

= A B C t

t

Xét hàm ñặc trưng : ( )

t t t

f = +1 với  

 

∈ ;

t

Ta có : ( ) t f( )x x

x

f  ⇒

 

∈ ∀ > − =

2 ;

1 '

2 ñồng biến khoảng ñó ( ) = ⇒

    

6 13

f x

(30)

Ví dụ 2.5.5

Cho ABCchu vi bng CMR : ( )

2

2

4 13 sin

sin sin sin

sin sin

3

R C B A R C B

A+ + + ≥

Li giải :

Bất ñẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

(2 sin )(2 sin )(2 sin ) 13

sin sin sin

3 R2 A+ R2 2B+ R2 2C+ R A R B R C ⇔3a2 +3b2+3c2+4abc≥13

Do vai trò a,b,c nên ta giả sử abc

Theo giả thiết :

2

3

3⇒ + > ⇒ − > ⇒ ≤ < =

+

+b c a b c c c c

a

Ta biến ñổi :

( )

( )

[ ]

( )

( ) ( )

( c) c ab( c)

c ab c

c

ab abc c

c

abc c

ab b

a

abc c

b a

abc c

b a T

2 3

3

3 2 3

3

6

3

3

4 3

4 3

4 3

2

2

2

2

2 2

2 2

− −

+ − =

− +

+ − =

− +

+ − =

+ + − + =

+ + + =

+ + + =

3 2

3

> −

< −

< c c

c

2

2

2 2

2

2 

  

 −

− ≥ −

⇒     

 −

=

    

 +

a b c ab c

ab

Do : T ( c) c c (3 2c)

2 3

3

2

2

    

 −

− + − ≥

=cc + = f( )c

2 27

3 2 Xét ( )

2 27

3 − + =c c c

f với

2 1≤c<

f ( )c c c c ⇒ f( )c

   

∈ ∀ ≥ − =

2 ;

3

' ñồng biến khoảng ñó ⇒ f( )cf( )1 =13⇒đpcm

Ví d 2.5.6

Cho ABCbt k CMR :

3

28

≥ +

(31)

Li gii : Ta có :

( )( )

( )

( )( )

( )

( )( )

( )

p c p p

b p p

a p C B A

c p p

b p a p C

b p p

a p c p B

a p p

c p b p A

− ⋅ − ⋅ − = ⇒

         

− − − =

− − − =

− − − =

2 tan tan tan

2 tan

2 tan

2 tan

( )( )( )

p c p p

b p p

a p p

c p b p a p p p

S S

r

⋅ − ⋅ − = − − − =

=

2

2

Do :

2 tan tan tan

C B A S

r = Mặt khác :

( ) ( )

( )

( )

2 cot cot cot

2 cos

2 sin sin sin cos

2 cos cos cos

2 tan sin sin

sin

sin sin

sin 2

tan

tan

C B A

A A C B A

C B A

A A C

B R

C B

A R A

a c b

c b a A

a p

c b a r

p

= =

− +

+ +

= −

+ + + =

− + + =

Khi bất ñẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

3

28 cot cot cot cot cot cot

1

3

28 cot cot cot tan tan tan

≥ +

≥ +

C B A C

B A

C B A C

B A

ðặt 3

2 cot cot

cot ⇒ ≥

= A B C t

t

Xét ( )

t t t

f = +1 với t≥3 '( ) 1 3

2 > ∀ ≥ −

=

t

t t

f

⇒ ( )= ( )= + = ⇒ 3

28 3

1 3 3

min f t f ñpcm

(32)

CMR vi mi ABC ta có :

( )( )( ) 3

2

2R+a R+b R+c < R e

Li gii :

Bất ñẳng thức cần chứng minh tương ñương với :

( )( )( )

3

3

3

sin sin sin

2 2

2 2 2

e C B

A

e R c R

b R

a

e R

c R R

b R R

a R

< +

+ +

<    

 

+    

 

+    

 

+ ⇔

< + ⋅ + ⋅ +

Xét f( )x =ln(1+x)−x với 0< x<1

( ) (0;1)

1 1

1

' < ∀ ∈

+ − = − + =

x

x x x

x f

f( )x nghịch biến khoảng ⇒ f( )x < f( )0 =0 ⇒ln(1+x)<x

Lần lượt thay x={sinA,sinB,sinC} vào bất ñẳng thức cộng lại ta ñược :

( ) ( ) ( )

( )( )( )

[ ]

( )( )( ) A B C

e C B

A

C B

A C

B A

C B

A C

B A

sin sin sin sin

1 sin sin

sin sin

sin sin

1 sin sin ln

sin sin

sin sin

1 ln sin

1 ln sin

1 ln

+ +

< +

+ +

+ +

< +

+ +

+ +

< +

+ +

+ +

mà + + ≤ ⇒( + )( + )( + )< ⇒ 3 sin

1 sin sin

3 sin sin

sinA B C A B C e đpcm

Ví d 2.5.8

Cho ABC CMR :

( )( )( )

16 125 cos

1 cos cos

1+ A + B + 2C

Li gii :

Khơng tổng qt giả sử C =min{A,B,C}.Ta có :

( )( ) 

  

 +

+

   

 +

+ = +

+

2 cos 1

2 cos 1 cos

1 cos

1 A B A B

Xét P=4(1+cos2 A)(1+cos2B)=(3+cos2A)(3+cos2B)

( A B) A B

P=9+3cos2 +cos2 +cos2 cos2 ⇒

(A B) (A B) [cos(2A 2B) cos(2A 2B)]

2 cos

cos

9+ + − + + + −

(33)

( ) [ ( ) ( ) ]

( ) cos cos ( )

cos cos

2 cos

2 cos

2 cos

cos

2

2

− + +

+ − −

=

− + +

+ +

− −

=

B A C

B A C

B A B

A B

A C

cos(AB)≤1

P≥9−6cosC+cos2C =(3−cosC)2

mà cosC >0

P(1+cos2C)≥(3−cosC)2(1+cos2C)

Mặt khác ta có :

2 cos 60

0<C ≤ ⇒ C≥ Xét f( ) (x = 3−x)2(1+x2) với 

   

∈ ;1

x

( ) ( )( )( ) 

   

∈ ∀ ≥ − −

− =

⇒ ;1

2

1

' x x x x x

f

f( )x đồng biến khoảng

( ) = ⇒( + )( + )( + )≥ ⇒

    

16 125 cos

1 cos cos 16 125

1 2 2 2

C B

A f

x

f đpcm

Ví d 2.5.9

Cho ABC bt k CMR :

(cot cot ) sin

1 sin

1

2 − + ≤

  

 

+ B C

C

B

Li gii :

Xét ( ) x

x x

f cot

sin

= với x∈(0;π)

( ) ( )

3

' sin

cos sin

1 sin

cos '

2

2

π

= ⇔ =

− = +

− =

f x x

x x x

x x x

f

( ) cot

sin 3

max = ⇒ − ≤

    

=

x

x f

x

f π

Thay x B,C bất ñẳng thức ta ñược :

     

≤ −

≤ −

3 cot

sin

3 cot

sin

C C

B B

(34)

Ví d 2.5.10 CMR :

20 20 sin

1 0

< <

Li gii :

ðặt

2

30 sin

20

sin ⇒ < < ⇒ < <

= a a

a

Ta có :

2

3 20 sin 20 sin 20 sin 60 sin

3 0 0 0 3 0 3

= −

− =

=

= a a

aa+ =0⇒a

2 3

4 nghiệm phương trình :

3

4x3 − x+ =

Xét ña thức : ( )

2 3 − +

= x x

x f

Ta có : ( )

2

3

1 =− + = − < −

f

( ) ( ) ( )1 0

2

0 = > ⇒ ff <

f Bởi f( )x liên tục tồn trục số Do đa thức

( )x

f có nghiệm thực khoảng (−1;0)

Lại có :

20

2000 1757

1000 20

7

0 54

46 27

<             ⇒ 

     

< −

=      

> − =

     

f f f

f

⇒ ña thức f( )x có nghiệm thực khoảng 

  

 

20 ;

Lại có :

2

1

< − =      

f ( ) ( )1

2

2

1  <

     ⇒ > +

= f f

f

⇒ đa thức f( )x có nghiệm thực khoảng 

    

1 ;

Bởi a ⇒a      ∈

2 ;

0 nghiệm thực khoảng ⇒

  

 

20 ;

ñpcm

(35)

2.6.1 ( )

2 cos

cos

cos

3 AC + B

2.6.2 3cos2A+2cos2B+2 3cos2C≥−4

2.6.3 ( 5+1)(cos2A+cos2B)−(3+ 5)cos2C≤4+

2.6.4

2 tan tan

tan A+ B+ C ≥ − với ∆ABC có góc 2π

2.6.5 2 2 2 2

4 1 1

r c b

a + + ≤

2.6.6

c b

a r

c r b r a r

abc 3

+ + ≥ 2.6.7

( )( )( )

3

< + + + + + + + +

+ a b b c c a

abc b

a c a c

b c b

a

2.6.8 A B C

C B

A 2tan tan tan

1

3

sin

sin

sin

+ ≥ +

+

2.6.9

3

tan

tan

tan A b B c C a b c

a + + ≥ + +

2.6.10

( )

1 sin

sin sin

sin sin sin

2 ≤ +

+ B C

A

C B A

2.6.11

2 sin sin sin cos cos cos

1+ A B CA B C

2.6.12 ma +mb +mc ≤4R+r

2.6.13

p h h h h h

ha b + b c + c a

2.6.14 2( )( ) 2( )( ) 2( )( ) 2

R p b p a p c a p c p b c p b p

a − − + − − + − − ≤

2.6.15 (1−cosA)(1−cosB)(1−cosC)≥cosAcosBcosC

Ngày đăng: 11/05/2021, 11:33

Xem thêm:

w