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ΔABC 中, 若 ccosAacosC+2ccosBbcosC=3, 则 1tanA+2tanB 的最小值为_____.

基于主元和判别式的解法

将条件式变形为 (1)tanC(1tanA+2tanB)=3.1tanA+2tanB=t, 则 t>0 (否则 t<0,tanC<0, ΔABC 中有两个钝角, 矛盾). 然后简记 cotA=x, 则 cotB=tx2. 而 tanC=tan(A+B)=cotA+cotBcotAcotB1=t+xx(tx)2, 回代入 (1)(t+x)tx(tx)2=33x24tx+6t2=0. 要使这个方程有解, 判别式 Δ=16t212(6t2)0t3147.

基于基本不等式和待定系数的解法

简记 cotA=x, cotB=y. 根据上面的推导, cotC=x+2y3; 再根据三角形内角关系 cotC=cot(A+B), 联立得到 x+2y3=1xyx+yx2+6xy+2y2=3. 注意到 (x+2y)267(x2+6xy+2y2)=17(x4y)20,x+2y67(x2+6xy+2y2)=3147.


我们可以待定 (x+2y)2k(x2+6xy+2y2)=0, 然后令这个方程的判别式为 0, 解得 k=67.