同一骨架 2022 年重庆预赛 · P006774
两题最后的最佳常数都来自带权柯西不等式:把系数拆到两个因子中,使一组平方和恰好等于已知的正约束。除了写出界,还要把比例取等条件还原到原题。
一题先用几何关系得到两个倒数之和固定,再估计带权边长和;另一题直接对两个根式的线性和估计。
三角恒等约束下的面积与线性式最值
三角形 内接于半径为 的圆, 分别是 的对边,且
若 , 是 边上的中线,, 求三角形 的面积;
若 的平分线 交 于点 ,且 , 求 的最小值。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
先用正弦定理把已知恒等式完全改写为边长关系,再与余弦定理比较,可直接确定 。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
第一问联立中线公式与余弦定理;第二问用角平分线长度公式把条件化为 两个倒数之和固定,再用柯西不等式求线性式最小值。
由正弦定理,
故题设等价于
另一方面,余弦定理给出
与式(1)比较,因 ,得到
第(1)问,由中线公式及已知条件,
所以
又由式(2)及余弦定理,
联立式(3)、(4),得
由 ,知 。因此
第(2)问,由角平分线长度公式和式(2),
于是
令 ,,则 且 。由柯西不等式,
等号要求 。它与 可以同时满足,所得 均为正, 并能与夹角 构成非退化三角形。因此
第一问所得 给出 ,代回中线公式确有 。第二问等号时可取 、,直接代入角平分线公式得到 。
含 、边和正弦的关系通常先用扩展正弦定理消去 ,再与余弦定理对照确定角。 中线用平方公式,角平分线用 ;若后者给出倒数和固定, 柯西不等式能直接处理带权线性目标。
关键是先统一推出A为60度;第二问还需把角平分线定长化为倒数和固定再求带权边长最小值。
同一骨架 2022 年重庆预赛 · P006774
两题最后的最佳常数都来自带权柯西不等式:把系数拆到两个因子中,使一组平方和恰好等于已知的正约束。除了写出界,还要把比例取等条件还原到原题。
一题先用几何关系得到两个倒数之和固定,再估计带权边长和;另一题直接对两个根式的线性和估计。
已记下,谢谢!