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第2题

在三角形 ABCABC 中,证明:边 ABAB 上存在一点 DD 使得 CDCD 是 ADAD 与 DBDB 的等比中项,当且仅当 sin⁡Asin⁡B≤sin⁡2C2\sin A \sin B \le \sin^2 \frac{C}{2}。
第 2/6 步:一条平行线标出目标距离
F=foot of the altitude from C,C′=reflection of C through F,L∥AB through C′F=\text{foot of the altitude from }C,\quad C'=\text{reflection of }C\text{ through }F,\quad L\parallel AB\text{ through }C'
详细分析

设 FF 是从 CC 向 ABAB 所作垂线的垂足,C′C' 是 CC 关于点 FF 的对称点;设 LL 为过 C′C' 且平行于 ABAB 的直线,则 LL 与 ABAB 的距离为 CFCF,且位于 CC 的对侧。对 ABAB 上任意一点 DD,若直线 CDCD 与 LL 交于点 E′E',则(在垂直于 ABAB 的方向上)DD 恰好位于 CC 与 E′E' 正中间,从而 DE′=DCDE'=DC。因此第1步中的条件 DC=DEDC=DE 恰好意味着直线 CDCD 与外接圆的第二个交点 EE 与这个 E′E' 重合——换言之,EE 落在直线 LL 上。