,立刻想到在区间
4
92
内使用函数
f
x
x
1x
的性质,但也无法得到
最小值,而此时的最大值正好与题目的最小值1(由于函数fxyzcos2Acos2Bcos2C
2
1cosA1cosB1cosC
的对称性,可以猜测其最小值在ABC600时达到1)吻合,实际上,这是一条无用的信息(表明使用Cauchy2
不等式过当!),它是答题人再次陷入不能自拔的困境。俗话说得好,失败是成功之母,上面的思路也昭示我们,对原式不能直接使用Cauchy不等式,需要
再对原式做更好的更有用的恒等变形,可能是正确的途径。
f二.赛题的解答
为证明本赛题,我们先证明如下一个引理。
引理:在△ABC中,求证:
ta
2Ata
2Bta
2C28si
Asi
Bsi
C
①
2
2
2
222
等号成立的条件是△ABC为等边三角形。
证明:用向量方法证明如下
设ijk是平面上的单位向量,且j与k成角为πAk与i成角为πBi与j成角为πC那么,
ita
A
j
ta
B
k
ta
C2
0
所以
2
2
2
ta
2Ata
2Bta
2C
2
2
2
2ta
Ata
BcosC2ta
Bta
CcosA2ta
Cta
AcosB
22
22
22
2ta
Ata
B12si
2C2ta
Bta
C12si
2A
22
2
22
2
2ta
Cta
A12si
2B
22
2
2ta
Ata
Bta
Bta
Cta
Cta
A
22
22
22
4si
Asi
Bsi
C
si
A2
si
B2
si
C2
222cosBcosCcosCcosAcosAcosB
22
22
22
24si
Asi
Bsi
Csi
Asi
Bsi
C2222cosAcosBcosC222
28si
Asi
Bsi
C222
注意到,在△ABC中有熟知的等式:ta
Ata
Bta
Bta
Cta
Cta
A1
22
22
22
从而①得证。
有了上面的引理,本题的解答就容易多了,下面看本题的解法。
解:同思路二得到,以a、b、c为对应边可以构成一个锐角△ABC,
令xcosAycosBzcosC从而
fcos2Acos2Bcos2C1si
2A1si
2B1si
2C
fxyz
1cosA1cosB1cosC2cos2A2cos2B2cos2C
2
2
2
14si
2Acos2A14si
2Bcos2B14si
2Ccos2C
2
2
2
2
22
2cos2A
2cos2B
2cos2C
2
2
2
si
2Acos2A4si
2Acos2Asi
2Bcos2B4si
2Bcos2B
2
2
2
2
2
2
22
2cos2A
2cos2B
2
2
si
2Ccos2C4si
2Ccos2C
2
2
22
2cos2C
2
31ta
2Ata
2Bta
2C2si
2Asi
2Bsi
2C
22
2
2
2
2
2
2
31ta
2Ata
2Bta
2C212si
Asi
Bsi
C
22
2
2
2
222
3128si
Asi
Bsi
C212si
Asi
Bsi
C
22
222
222
12
等号成立的条件显然是ABC600时达到,最后一个不等式是根据引理而得到的。
所以,fxyzx2y2z2的最小值为1
1x1y1z
2
显然,在ABC600时,等号成立,所以fxyz的最小值为12
三.背景探索
早在1994年,华东交大刘健先生就提出了如下r