\(cotA+cotB+cotC\ge\frac{p^2}{3S}\)
<=> \(cotA.S+cotB.S+cotC.S\ge\frac{p^2}{3}\)
MÀ \(S=\frac{1}{2}ab.sinC=\frac{1}{2}bc.SinA=\frac{1}{2}ac.SinB\)
=> \(\frac{1}{2}bc.cosA+\frac{1}{2}ab.cosC+\frac{1}{2}ac.cosC\ge\frac{p^2}{3}\)
Áp dụng công thức hàm cos ta có \(cosA=\frac{b^2+c^2-a^2}{2bc};cosB=\frac{a^2+c^2-b^2}{2ac};cosC=\frac{b^2+a^2-c^2}{2ab}\)
ĐPCM
<=> \(\frac{1}{4}\left(a^2+b^2-c^2\right)+\frac{1}{4}\left(b^2+c^2-a^2\right)+\frac{1}{4}\left(a^2+c^2-b^2\right)\ge\frac{\left(\frac{a+b+c}{2}\right)^2}{3}\)
<=> \(a^2+b^2+c^2\ge\frac{1}{3}\left(a+b+c\right)^2\)
<=> \(a^2+b^2+c^2\ge ab+bc+ac\)luôn đúng
=> ĐPCM
Dấu bằng xảy ra khi a=b=c => Tam giác ABC đều
Vậy \(cotA+cotB+cotC\ge\frac{p^2}{3S}\)
Gọi AH,BK,CL là 3 đường cao của \(\Delta\)ABC. Khi đó:
\(\cot B=\frac{BH}{HA},\cot C=\frac{CH}{HA}\) suy ra \(\cot B+\cot C=\frac{BC}{HA}\)
Chứng minh tương tự rồi cộng theo vế ta được:
\(2\left(\cot A+\cot B+\cot C\right)=\frac{BC}{HA}+\frac{CA}{KB}+\frac{AB}{LC}\)
\(=\frac{BC^2}{2S}+\frac{CA^2}{2S}+\frac{AB^2}{2S}\ge\frac{\left(BC+CA+AB\right)^2}{6S}=\frac{2p^2}{3S}\)(BĐT Schwartz)
Do đó \(\cot A+\cot B+\cot C\ge\frac{p^2}{3S}\)(đpcm).
Dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi tam giác ABC là tam giác đều.
