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问题: 一个初中几何竞赛题

设△ABC的外接圆半径为R,内切圆半径为r,最大的高为ha,最小的高为hc.求证 hc≤R+r≤ha.

解答:

设△ABC的外接圆半径为R,内切圆半径为r,最大的高为ha,最小的高为hc.求证 hc≤R+r≤ha.

命题不正确,在锐角三角形中成立.

证明 设I,O分别是非钝角△ABC的内心和外心.
令I在高AD上的投影为E,
熟知AI平分∠QAE,
BI在AB上的射影≤AB/2.
∴∠AOI≥90°.
AO<AI*cos(∠OAE/2)=AE.
∴R+r≤AE+DE=ha.

∵O到AB的距离≤r,
∴∠COI是锐角.'R=CO≥hc-r
故R+r≥hc.

所证不等式等价于,0<A≤B≤C≤90°
2sinB*sinC>cosA+cosB+cosC
cosA+cosB+cosC>2sinA*sinB