Cho tam giác ABC thỏa $\frac{{{a^3} + {b^3} + {c^3}}}{{abc}} + \frac{{2r}}{R} = 4$. Chứng minh rằng: Tam giác ABC là tam giác đều.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 5920 câu Trắc nghiệm tổng hợp môn Toán 2023 có đáp án !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Lời giải

Ta có:

$S = \frac{{abc}}{{4R}} = pr = \sqrt {p\left( {p - a} \right)\left( {p - b} \right)\left( {p - c} \right)} $

$ \Rightarrow {S^2} = \frac{{abcpr}}{{4R}} = p\left( {p - a} \right)\left( {p - b} \right)\left( {p - c} \right)$

$ \Rightarrow \frac{{2r}}{R} = \frac{{\left( {a + b + c - 2a} \right)\left( {a + b + c - 2b} \right)\left( {a + b + c - 2c} \right)}}{{abc}}$.

Lại có theo giả thiết: $\frac{{{a^3} + {b^3} + {c^3}}}{{abc}} + \frac{{2r}}{R} = 4$ nên suy ra

$\frac{{{a^3} + {b^3} + {c^3}}}{{abc}} + \frac{{\left( {a + b + c - 2a} \right)\left( {a + b + c - 2b} \right)\left( {a + b + c - 2c} \right)}}{{abc}} = 4$

$ \Leftrightarrow \frac{{{a^3} + {b^3} + {c^3}}}{{abc}} + \frac{{\left( {b + c - a} \right)\left( {a + c - b} \right)\left( {a + b - c} \right)}}{{abc}} = 4$

$ \Leftrightarrow \frac{{{a^3} + {b^3} + {c^3} + \left( {b + c - a} \right)\left( {a + c - b} \right)\left( {a + b - c} \right)}}{{abc}} = 4$

$ \Leftrightarrow \frac{{{a^3} + {b^3} + {c^3} - {a^3} - {b^3} - {c^3} + {a^2}b + a{b^2} + {b^2}c + b{c^2} + {a^2}c + a{c^2} - 2abc}}{{abc}} = 4$

$ \Leftrightarrow \frac{{{a^2}b + a{b^2} + {b^2}c + b{c^2} + {a^2}c + a{c^2} - 2abc}}{{abc}} = 4$

$ \Leftrightarrow {a^2}b + a{b^2} + {b^2}c + b{c^2} + {a^2}c + a{c^2} - 2abc = 4abc$

$ \Leftrightarrow {a^2}b + a{b^2} + {b^2}c + b{c^2} + {a^2}c + a{c^2} = 6abc$ (1)

Áp dụng BĐT AM-GM, ta có:

${a^2}b + a{b^2} + {b^2}c + b{c^2} + {a^2}c + a{c^2} \ge 6abc$.

Do đó (1) đúng khi và chỉ khi a = b = c.

Vậy tam giác ABC đều.

Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Tìm m để hàm số y = x³ − 3(2m + 1)x² + (12m + 5)x + 2 đồng biến trên khoảng (2; +∞).

Xem đáp án

Lời giải

Ta có y = x³ − 3(2m + 1)x² + (12m + 5)x + 2

$\Rightarrow$ y' = 3x² − 6(2m + 1)x + 12m + 5

Để hàm số y = x³ − 3(2m + 1)x² + (12m + 5)x + 2 đồng biến trên khoảng (2; +∞) thì:

y' = 3x² − 6(2m + 1)x + 12m + 5 ≥ 0 (∀x > 2)

$\Leftrightarrow$ 3x² − 6x + 5 ≥ 12m(x − 1) (∀x > 2)

$ \Leftrightarrow \frac{{3{x^2} - 6x + 5}}{{12\left( {x - 1} \right)}} \ge m\;\left( {\forall x > 2} \right)$

Đặt $g\left( x \right) = \frac{{3{x^2} - 6x + 5}}{{12\left( {x - 1} \right)}} \Rightarrow m \le \mathop {\min }\limits_{x > 2} g\left( x \right)$

Ta có: $g'\left( x \right) = \frac{{3{x^2} - 6x + 1}}{{12{{\left( {x - 1} \right)}^2}}} > 0\;\left( {\forall x > 2} \right)$

$ \Rightarrow g\left( x \right) > g\left( 2 \right)\;\left( {\forall x > 2} \right)$

$ \Rightarrow m \le g\left( 2 \right) = \frac{5}{{12}}$.

Câu 2

Tìm GTNN: A = x² + xy + y² − 3x − 3y

Xem đáp án

Lời giải

A = x² + xy + y² − 3x − 3y

Þ 4A = 4x² + 4xy + 4y² − 12x − 12y

= (x² + 4y² + 9 + 4xy − 6x − 12y) + (3x² − 6x + 3) − 12

= (x + 2y − 3)² + 3(x − 1)² − 12 ≥ −12

Þ A ≥ −3.

Vậy A đạt GTNN bằng −3 khi và chỉ khi

$\left\{ \begin{array}{l}x + 2y - 3 = 0\\x - 1 = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 1\\y = 1\end{array} \right. \Leftrightarrow x = y = 1$.

Câu 3