Học tại trường Chưa có thông tin
Đến từ Thành phố Hồ Chí Minh , Chưa có thông tin
Số lượng câu hỏi 49
Số lượng câu trả lời 3092
Điểm GP 888
Điểm SP 3305

Người theo dõi (69)

Nguyennam
Jackson Williams

Đang theo dõi (3)


Câu trả lời:

Lời giải ở dưới chỉ chứng minh điều kiện cần (mà cái này ai chả biết chứng minh :), mình sẽ chứng minh điều kiện đủ.

Giả sử tồn tại △ABC có 3 đường phân giác trong AD,BE,CF thoả \(S_{DEF}=\dfrac{1}{4}S_{ABC}\).

Dễ thấy D,E,F lần lượt nằm trên 3 cạnh của tam giác. Đặt \(\left(a,b,c\right)=\left(BC,CA,AB\right)\)

Theo định lí về đường phân giác, ta có: \(\dfrac{FA}{FB}=\dfrac{b}{a}\Rightarrow\dfrac{FA}{b}=\dfrac{FB}{a}=\dfrac{c}{a+b}\Rightarrow\dfrac{AF}{c}=\dfrac{b}{a+b}\). Tương tự \(\dfrac{AE}{b}=\dfrac{c}{a+c}\)

Ta có: \(S_{AEF}=\dfrac{AF}{c}.\dfrac{AE}{b}.S_{ABC}=\dfrac{bc}{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}S_{ABC}\)

Tương tự: \(\left\{{}\begin{matrix}S_{BFD}=\dfrac{ab}{\left(c+a\right)\left(c+b\right)}S_{ABC}\\S_{CDE}=\dfrac{ac}{\left(b+a\right)\left(b+c\right)}S_{ABC}\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow S_{AEF}+S_{BFD}+S_{CDE}=\sum\dfrac{bc}{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}S_{ABC}=\dfrac{3}{4}S_{ABC}\Rightarrow\sum\dfrac{bc}{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}=\dfrac{3}{4}\)

Ta chứng minh rằng, \(\sum\dfrac{bc}{\left(a+b\right)\left(a+c\right)}\ge\dfrac{3}{4}\left(1\right)\), để suy ra \(a=b=c\).

Thật vậy, ta có: \(\left(1\right)\Leftrightarrow4\sum bc\left(b+c\right)\ge3\prod\left(b+c\right)\)

\(\Leftrightarrow4\sum bc\left(b+c\right)\ge3\sum bc\left(b+c\right)+6abc\)

\(\Leftrightarrow\sum bc\left(b+c\right)\ge6abc\). Đến đây dùng bất đẳng thức AM-GM cho 3 số là xong.

Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi a=b=c, hay △ABC đều.