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问题: 高二数学不等关系

已知abc是△ABC的三边长,试比较(a+b+c)^2与4(ab+bc+ca)大小。

解答:

已知abc是△ABC的三边长,试比较(a+b+c)^2与4(ab+bc+ca)大小。

4(bc+ca+ab)>(a+b+c)^2

证明如下:因为a,b,c是△ABC的三边长,
所以b+c-a>0, c+a-b>0, a+b-c>0.
记T=4(bc+ca+ab)-(a+b+c)^2
T=2(bc+ca+ab)-(a^2+b^2+c^2)
=a(b+c-a)+b(c+a-b)+c(a+b-c)>0

设x,y,z>0,因为a,b,c是△ABC的三边长,
所以设a=y+z,b=z+x,c=x+y.则
(a+b+c)^2=4(x+y+z)^2
4(bc+ca+ab)=4(x^2+y^2+z^2+3yz+3zx+3xy)
故4(bc+ca+ab)-(a+b+c)^2
=4(yz+zx+xy)>0