问题: 几何问题
在ΔABC中,∠A,∠B,∠C的对边分别记为a,b,c,如果2b<c+a,求证:2B<C+A.
解答:
在ΔABC中,∠A,∠B,∠C的对边分别记为a,b,c,如果2b<c+a,
求证:2∠B<∠C+∠A
下面给出一个几何证法.
证明(1) 在ΔABC中,延长BA到D,使得AD=BC=a,延长BC到E,使得CE=AB=c。则BD=BE=a+c,所以在ΔDBE中,∠BDE=∠BED。
过D,C分别作DF∥AC,CF∥BA交于F,连EF。则四边形ADFC是平行四边形,于是得:DF=CA=b,CF=AD=a,∠FCE=∠ABC。
由CE=BA可得:ΔCEF≌ ΔABC,即得:EF=CA=b。
在ΔDEF中,DE≤DF+EF [等号仅当DE∥AC时成立],所以
DE<DF+EF=2b<a+c=BD=BE。
因此,在等腰ΔBEF中,∠B<∠BED,∠B<∠BDE。
于是 2∠B<∠BED+∠BDE=180°-∠B,即 3∠B<180°。
故∠B<60°,因而 2∠B<∠C+∠A 成立。证毕。
证明(2) 由余弦定理得:cosB=(c^2+a^2-b^2)/(2ca)
==> cosB>[4c^2+4a^2-(c+a)^2]/(8ca)=(3c^2+3a^2-2ca)/(8ca)≥(6ca-2ca)/(8ca)=1/2
所以cosB>1/2, 即B<60°,
而A+B+C=180°,==>A+C>120°,
因此2B<C+A。
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