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关于三角形边长一个猜想的证明及推广

关于三角形边长一个猜想的证明及推广

笔者在文[1]中提出如下

猜想若a,b,c为△ABC的三边长,n∈N且n≥2,∑表示对a,b,c循环求和,则有

∑bn+cn-anb+c-a≤∑an-1.

在猜想中,上述不等式被记为D(n).经研究,上述猜想是正确的.

证明由于a,b,c为△ABC的三边长,则有b+c-a>0,c+a-b>0,a+b-c>0,那么

∑bn+cn-anb+c-a-∑an-1

=∑bn+cn-an-b+c-aan-1b+c-a

=∑bbn-1-an-1b+c-a+ccn-1-an-1b+c-a

=∑bbn-1-an-1b+c-a+aan-1-bn-1c+a-b

=∑an-1-bn-1ac+a-b-bb+c-a

=∑an-1-bn-1ab+c-a-bc+a-bc+a-bb+c-a

=∑an-1-bn-1ac-a2-bc+b2c+a-bb+c-a

=∑an-1-bn-1ca-b-a+ba-bc+a-bb+c-a

=-∑an-1-bn-1a-ba+b-cc+a-bb+c-a

由于n∈N且n≥2,所以

當a≥b时有an-1≥bn-1;

当a≤b时有an-1≤bn-1,

故总有a-ban-1-bn-1≥0成立,那么

-∑an-1-bn-1a-ba+b-cc+a-bb+c-a≤0,

即∑bn+cn-anb+c-a-∑an-1≤0,所以有

∑bn+cn-anb+c-a≤∑an-1成立,即D(n)得证.

从证明过程看,我们可以将上述猜想推广为:

命题 若a,b,c为△ABC的三边长,p∈R,∑表示对a,b,c循环求和,则

当p≥1时,有∑bp+cp-apb+c-a≤∑ap-1;

当p<1时,有∑bp+cp-apb+c-a≥∑ap-1.

参考文献

[1]董林.关于三角形边长的一组优美不等式及猜想[J].中学数学教学,2015(6).

作者简介董林(1975—),男,中共党员,高级教师,高青县教学研究室主任,主要从事教学研究和初等数学研究,近年来在各类专业刊物上发表论文180余篇.

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