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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 1/5 步:两个子三角形中的正弦定理
CDsin⁡A=ADsin⁡C1,CDsin⁡B=BDsin⁡C2\frac{CD}{\sin A}=\frac{AD}{\sin C_1},\quad \frac{CD}{\sin B}=\frac{BD}{\sin C_2}
详细分析

设 DD 为 ABAB 上一点,记 C1=∠ACDC_1=\angle ACD,C2=∠DCBC_2=\angle DCB,于是 C=C1+C2C=C_1+C_2。在 △CAD\triangle CAD 中,AA 处的角就是 AA(因为 D∈ABD\in AB),CC 处的角是 C1C_1,由正弦定理得 CDsin⁡A=ADsin⁡C1\dfrac{CD}{\sin A}=\dfrac{AD}{\sin C_1}。同理,在 △CDB\triangle CDB 中 BB 处的角是 BB,CC 处的角是 C2C_2,得 CDsin⁡B=BDsin⁡C2\dfrac{CD}{\sin B}=\dfrac{BD}{\sin C_2}。