内容正文:
著名的不等式
(柯西不等式、排序不等式与切比雪夫不等式、
权方和不等式、琴生不等式)
题型一 柯西不等式
1.二维形式的柯西不等式
(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2(a,b,c,d∈R,当且仅当ad=bc时,等号成立).
2.二维形式的柯西不等式的变式
(1)·≥|ac+bd|(a,b,c,d∈R,当且仅当ad=bc时,等号成立).
(2)·≥|ac|+|bd|(a,b,c,d∈R,当且仅当ad=bc时,等号成立).
(3)(a+b)(c+d)≥(a,b,c,d≥0,当且仅当ad=bc时,等号成立).
3.一般形式的柯西不等式
设a1,a2,a3,…,an,b1,b2,b3,…,bn是实数,则(++…+)(++…+)≥
(a1b1+a2b2+…+anbn)2,当且仅当bi=0(i=1,2,…,n)或存在一个实数k,使得ai=kbi(i=1,2,…,n)时,等号成立.
4.二维形式的柯西不等式的向量形式
|α·β|≤|α||β|(当且仅当β是零向量,或存在实数k,使α=kβ时,等号成立).
例1 已知x,y∈R,3x2+2y2≤6,求2x+y的最值.
思维升华 掌握柯西不等式及其变式的结构,常用巧拆常数、重新安排某些项的次序、改变结构、添项等方法.
跟踪训练1 设a=(1,-2),b=(x,y),若x2+y2=16,则a·b的最大值为 .
题型二 排序不等式和切比雪夫不等式
1.排序不等式
给定两组实数a1,a2,…,an;b1,b2,…,bn.如果a1≤a2≤…≤an;b1≤b2≤…≤bn.
那么
a1bn+a2bn-1+…+anb1≤a1+a2+…+an
(反序和) (乱序和)
≤a1b1+a2b2+…+anbn.
(同序和)
其中i1,i2,…,in是1,2,…,n的一个排列.
该不等式所表达的意义是和式aj在同序和反序时分别取得最大值和最小值.
2.切比雪夫不等式
对于两个实数数列{an},{bn},
若有a1≥a2≥…≥an,b1≥b2≥…≥bn,
则有aibi≥,
类似地,若有a1≥a2≥…≥an,b1≤b2≤…≤bn,
则有aibi≤.
切比雪夫不等式证明:
因为有a1≥a2≥…≥an,b1≥b2≥…≥bn,
所以由排序不等式易知,最大的和为同序和,即a1b1+a2b2+…+anbn,
于是有以下一系列共n个式子:
a1b1+a2b2+…+anbn=a1b1+a2b2+…+anbn,
a1b1+a2b2+…+anbn≥a1b2+a2b3+…+anb1,
a1b1+a2b2+…+anbn≥a1b3+a2b4+…+anb2,
…,
a1b1+a2b2+…+anbn≥a1bn+a2b1+…+anbn-1,
将这n个式子分别相加,同时对右式进行因式分解,整理可得aibi≥.
反向情况可由最小的和为逆序和推得,得证.
例2 已知锐角三角形ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且A≥B≥C.设P=,Q=acos C+bcos B+ccos A,则P,Q的大小关系为( )
A.P≥Q B.P=Q
C.P≤Q D.不能确定
思维升华 在比较两组数积的和及两组数的线性和的积的大小时,对于没有给出大小关系的情况,要根据各字母在不等式中地位的对称性,限定一种大小关系.
跟踪训练2 若A=++…+,B=x1x2+x2x3+…+xn-1xn+xnx1,其中x1,x2,…,xn都是正数,则A与B的大小关系为( )
A.A>B B.A<B C.A≥B D.A≤B
题型三 权方和不等式
1.二维形式:已知x,y,a,b均为正数,则有+≥(当且仅当x∶y=∶时,等号成立).
2.一般形式:设ai,bi均为正数(i=1,2,…,n),实数m>0,则≥,当且仅当==…=时等号成立,称之为权方和不等式.m为该不等式的和,它的特点是分子的幂比分母的幂多一次.
例3 (1)若x>0,y>0,+=2,则6x+5y的最小值为 .
(2)已知正数x,y,z满足x+y+z=1,则++的最小值为 .
思维升华 (1)权方和不等式的结构始终要求分子的次数比分母的次数多1,出现定值是解题的关键.
(2)关于齐次分式,将分子变为平方式,再用权方和不等式.
(3)关于带根号的式子,将分子变为次,分母为次.
跟踪训练3 (1)已知正数x,y满足x+y=1,则+的最小值为 .
(2)已知a+b+c=1,且a,b,c>0,则++的最小值为( )
A.1 B.3 C.6 D.9
题型四 琴生不等式
1.凹(凸)函数的定义
设连续函数f(x)的定义域为[a,b],对于区间[a,b]内任意两点x1,x2,都有f ≤,则称f(x)为[a,b]上的凹函数;
反之,若有f ≥,则称f(x)为[a,b]上的凸函数.
2.琴生不等式
(1)琴生不等式:若f(x)是区间[a,b]上的凹函数,则对任意的点x1,x2,…,xn∈[a,b],有f≤[f(x1)+f(x2)+…+f(xn)](当且仅当x1=x2=…=xn时取“=”).
(2)加权琴生不等式:若f(x)在[a,b]上为凹函数,则对任意xi∈[a,b],λi>0(i=1,2,…,n),λi=1,有f(λixi)≤λif(xi).
说明:以上各不等式反向,即得凸函数的琴生不等式.
例4 半径为R的圆的内接三角形的面积的最大值是 .
思维升华 琴生不等式在解决有关函数不等式时要注意构造函数,然后根据函数或函数曲线的凹凸性,利用琴生不等式证明或求最值.
跟踪训练4 设x1,x2,…,x2 025>0,且x1+x2+…+x2 025=1,则W=++…+的最小值为 .
课时精练
[分值:40分]
一、单项选择题(每小题5分,共25分)
1.实数x,y满足3x2+4y2=12,则z=2x+y的最小值是( )
A.-5 B.-6 C.3 D.4
2.设a1,a2,a3,a4是1,2,3,4的一个排列,则a1+2a2+3a3+4a4的取值范围是( )
A.(0,30] B.(20,30]
C.[20,30] D.[20,30)
3.权方和不等式作为基本不等式的一个变形,在求二元变量最值时有很广泛的应用,其表述如下:设a,b,x,y>0,则+≥,当且仅当=时,等号成立.根据权方和不等式,函数f(x)=+的最小值为( )
A.16 B.25 C.36 D.49
4.若实数x+2y+3z=1,则x2+y2+z2的最小值为( )
A.14 B. C.29 D.
5.在△ABC中,sin A+sin B+sin C的最大值是( )
A. B.3 C. D.
二、填空题(每小题5分,共15分)
6.若a>1,b>1,则+的最小值为 .
7.半径为R的球的内接三棱锥的体积V的最大值为 .
8.设α,β,γ分别为长方体的对角线与共顶点的三个侧面所成的角,则sin 的取值范围为 .
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$$著名的不等式
(柯西不等式、排序不等式与切比雪夫不等式、
权方和不等式、琴生不等式)
题型一 柯西不等式
1.二维形式的柯西不等式
(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2(a,b,c,d∈R,当且仅当 ad=bc时,等号成立).
2.二维形式的柯西不等式的变式
(1) �2 + �2· �2 + �2≥|ac+bd|(a,b,c,d∈R,当且仅当 ad=bc时,等号成立).
(2) �2 + �2· �2 + �2≥|ac|+|bd|(a,b,c,d∈R,当且仅当 ad=bc时,等号成立).
(3)(a+b)(c+d)≥( �� + ��)2(a,b,c,d≥0,当且仅当 ad=bc时,等号成立).
3.一般形式的柯西不等式
设 a1,a2,a3,…,an,b1,b2,b3,…,bn是实数,则(�12+�22+…+��2)(�12+�22+…+��2)≥
(a1b1+a2b2+…+anbn)2,当且仅当 bi=0(i=1,2,…,n)或存在一个实数 k,使得 ai=kbi(i=1,2,…,n)时,等
号成立.
4.二维形式的柯西不等式的向量形式
|α·β|≤|α||β|(当且仅当β是零向量,或存在实数 k,使α=kβ时,等号成立).
例 1 已知 x,y∈R,3x2+2y2≤6,求 2x+y的最值.
解 方法一 由柯西不等式得
(2x+y)2≤[( 3�)2+( 2�)2] 23
2
+ 1
2
2
=(3x2+2y2) 43+
1
2
≤11.
当且仅当 3x· 1
2
= 2y· 2
3
,
即
� = 4 11
11
,
� = 3 11
11
或
� =− 4 11
11
,
� =− 3 11
11
时等号成立,
于是 2x+y的最大值为 11,最小值为- 11.
方法二 由柯西不等式得
|2x+y|≤ ( 3�)2 + ( 2�)2 23
2
+ 1
2
2
= (3�2 + 2�2) 4
3
+ 1
2 ≤ 11,
当且仅当 3x· 1
2
= 2y· 2
3
,
即
� = 4 11
11
,
� = 3 11
11
或
� =− 4 11
11
,
� =− 3 11
11
时等号成立,
于是 2x+y的最大值为 11,最小值为- 11.
思维升华 掌握柯西不等式及其变式的结构,常用巧拆常数、重新安排某些项的次序、改变结构、添项等
方法.
跟踪训练 1 设 a=(1,-2),b=(x,y),若 x2+y2=16,则 a·b 的最大值为 .
答案 4 5
解析 ∵a=(1,-2),b=(x,y),
∴a·b=x-2y.
由柯西不等式的向量形式可得
[12+(-2)2](x2+y2)≥(x-2y)2,
即 5×16≥(x-2y)2,
∴-4 5≤x-2y≤4 5,(*)
当且仅当 b=ka,
即
� = 4 5
5
,
� =− 8 5
5
时,(*)式中右边等号成立,
或
� =− 4 5
5
,
� = 8 5
5
时,(*)式中左边等号成立,
∴当 x=4 55 ,y=-
8 5
5
时,a·b 的最大值为 4 5.
题型二 排序不等式和切比雪夫不等式
1.排序不等式
给定两组实数 a1,a2,…,an;b1,b2,…,bn.如果 a1≤a2≤…≤an;b1≤b2≤…≤bn.
那么
a1bn+a2bn-1+…+anb1≤a1��1+a2��2+…+an���
(反序和) (乱序和)
≤a1b1+a2b2+…+anbn.
(同序和)
其中 i1,i2,…,in是 1,2,…,n的一个排列.
该不等式所表达的意义是和式
�
Σ
� = 1
aj���在同序和反序时分别取得最大值和最小值.
2.切比雪夫不等式
对于两个实数数列{an},{bn},
若有 a1≥a2≥…≥an,b1≥b2≥…≥bn,
则有
1
�
�
Σ
� = 1
aibi≥
1
�
�
Σ
� = 1
��
1
�
�
Σ
� = 1
�� ,
类似地,若有 a1≥a2≥…≥an,b1≤b2≤…≤bn,
则有
1
�
�
Σ
� = 1
aibi≤
1
�
�
Σ
� = 1
��
1
�
�
Σ
� = 1
�� .
切比雪夫不等式证明:
因为有 a1≥a2≥…≥an,b1≥b2≥…≥bn,
所以由排序不等式易知,最大的和为同序和,即 a1b1+a2b2+…+anbn,
于是有以下一系列共 n个式子:
a1b1+a2b2+…+anbn=a1b1+a2b2+…+anbn,
a1b1+a2b2+…+anbn≥a1b2+a2b3+…+anb1,
a1b1+a2b2+…+anbn≥a1b3+a2b4+…+anb2,
…,
a1b1+a2b2+…+anbn≥a1bn+a2b1+…+anbn-1,
将这 n个式子分别相加,同时对右式进行因式分解,整理可得1
�
�
Σ
� = 1
aibi≥
1
�
�
Σ
� = 1
��
1
�
�
Σ
� = 1
�� .
反向情况可由最小的和为逆序和推得,得证.
例 2 已知锐角三角形 ABC中,内角 A,B,C所对的边分别为 a,b,c,且 A≥B≥C.设 P=�+�+�
2
,
Q=acos C+bcos B+ccos A,则 P,Q的大小关系为( )
A.P≥Q B.P=Q
C.P≤Q D.不能确定
答案 C
解析 由题意知π
2
>A≥B≥C>0,
则 a≥b≥c,cos A≤cos B≤cos C,
则由排序不等式有 Q=acos C+bcos B+ccos A
≥acos B+bcos C+ccos A
=R(2sin Acos B+2sin Bcos C+2sin Ccos A),
Q=acos C+bcos B+ccos A
≥bcos A+ccos B+acos C
=R(2sin Bcos A+2sin Ccos B+2sin Acos C),
两式相加得 Q=acos C+bcos B+ccos A
≥
1
2
R(2sin Acos B+2sin Bcos A+2sin Bcos C+2sin Ccos B+2sin Ccos A+2sin Acos C)
=R[sin(A+B)+sin(B+C)+sin(A+C)]
=R(sin C+sin A+sin B)
=�+�+�
2
=P.
思维升华 在比较两组数积的和及两组数的线性和的积的大小时,对于没有给出大小关系的情况,要根据
各字母在不等式中地位的对称性,限定一种大小关系.
跟踪训练 2 若 A=�12+�22+…+��2,B=x1x2+x2x3+…+xn-1xn+xnx1,其中 x1,x2,…,xn都是正数,则 A
与 B的大小关系为( )
A.A>B B.A<B C.A≥B D.A≤B
答案 C
解析 依序列{xn}的各项都是正数,不妨设 0<x1≤x2≤…≤xn则 x2,x3,…,xn,x1为序列{xn}的一个排列.
由排序不等式,得 x1x1+x2x2+…+xnxn≥x1x2+x2x3+…+xnx1,即�12+�22+…+��2≥x1x2+x2x3+…+xnx1.
题型三 权方和不等式
1.二维形式:已知 x,y,a,b均为正数,则有�
�
+�
�
≥
( �+ �)2
�+�
(当且仅当 x∶y= �∶ �时,等号成立).
2.一般形式:设 ai,bi均为正数(i=1,2,…,n),实数 m>0,则
�
Σ
� = 1
��
�+1
��
� ≥
(
�
Σ
�=1
��)�+1
(
�
Σ
�=1
��)�
,当且仅当
�1
�1
=�2
�2
=…=��
��
时等号成立,称之为权方和不等式.m为该不等式的和,它的特点是分子的幂比分母的幂多一次.
例 3 (1)若 x>0,y>0, 1
2�+�
+ 3
�+�
=2,则 6x+5y的最小值为 .
答案 13
2
+2 3
解析 1
2�+�
+ 3
�+�
= 1
2�+�
+ 12
4(�+�)
= 1
2
2�+�
+(2 3)
2
4(�+�)≥
(1+2 3)2
6�+5�
=13+4 3
6�+5�
,
即 2≥13+4 3
6�+5�
,
因为 x>0,y>0,则 6x+5y≥13
2
+2 3,
当且仅当 1
2�+�
= 2 3
4(�+�)
,
即 x=3 3−4
4
,y=5− 3
2
时取等号.
(2)已知正数 x,y,z满足 x+y+z=1,则 �
2
�+2�
+ �
2
�+2�
+ �
2
�+2�的最小值为 .
答案 1
3
解析 �
2
�+2�
+ �
2
�+2�
+ �
2
�+2�
≥
(�+�+�)2
�+2�+�+2�+�+2�
=1
3
,
当且仅当 �
�+2�
= �
�+2�
= �
�+2�
,
即 x=y=z=1
3
时取等号.
思维升华 (1)权方和不等式的结构始终要求分子的次数比分母的次数多 1,出现定值是解题的关键.
(2)关于齐次分式,将分子变为平方式,再用权方和不等式.
(3)关于带根号的式子,将分子变为3
2
次,分母为1
2
次.
跟踪训练 3 (1)已知正数 x,y满足 x+y=1,则 1
�2
+ 8
�2
的最小值为 .
答案 27
解析 1
�2
+ 8
�2
=1
3
�2
+2
3
�2
≥
(1+2)3
(�+�)2
=27,当且仅当1
�
=2
�
,即 x=1
3
,y=2
3
时取等号.
(2)已知 a+b+c=1,且 a,b,c>0,则 2
�+�
+ 2
�+�
+ 2
�+�
的最小值为( )
A.1 B.3 C.6 D.9
答案 D
解析 ∵a+b+c=1,
∴
2
�+�
+ 2
�+�
+ 2
�+�
=2 1
2
�+�
+ 1
2
�+�
+ 1
2
�+�
≥
2×(1+1+1)2
�+�+�+�+�+�
=9,
当且仅当 a=b=c=1
3
时等号成立.
题型四 琴生不等式
1.凹(凸)函数的定义
设连续函数 f(x)的定义域为[a,b],对于区间[a,b]内任意两点 x1,x2,都有 f
�1+�2
2
≤
�(�1)+�(�2)
2
,则称 f(x)
为[a,b]上的凹函数;
反之,若有 f �1+�2
2
≥
�(�1)+�(�2)
2
,则称 f(x)为[a,b]上的凸函数.
2.琴生不等式
(1)琴生不等式:若 f(x)是区间[a,b]上的凹函数,则对任意的点 x1,x2,…,xn∈[a,b],有
f �1+�2+…+��
�
≤
1
�
[f(x1)+f(x2)+…+f(xn)](当且仅当 x1=x2=…=xn时取“=”).
(2)加权琴生不等式:若 f(x)在[a,b]上为凹函数,则对任意 xi∈[a,b],λi>0(i=1,2,…,n),
�
Σ
� = 1
λi=1,
有 f(
�
Σ
� = 1
λixi)≤
�
Σ
� = 1
λif(xi).
说明:以上各不等式反向,即得凸函数的琴生不等式.
例 4 半径为 R的圆的内接三角形的面积的最大值是 .
答案 3 3
4
R2
解析 设☉O的内接三角形为△ABC.
显然当△ABC是锐角或直角三角形时,面积可以取得最大值(因为若△ABC是钝角三角形,可将钝角(不妨
设为 A)所对边以圆心为对称中心作中心对称成为 B'C'.因此,S△AB'C'>S△ABC).
设∠AOB=2α,∠BOC=2β,∠COA=2γ,
α+β+γ=π.
则 S△ABC=
1
2
R2(sin 2α+sin 2β+sin 2γ).
由讨论知可设 0<α,β,γ≤π
2
,而 y=sin x在(0,π]上是凸函数.
则由琴生不等式知
sin2�+sin2�+sin2�
3
≤sin 2(�+�+�)
3
= 3
2
.
所以 S△ABC≤
1
2
R2×3× 3
2
=3 3
4
R2,
当且仅当△ABC是正三角形时,等号成立.
思维升华 琴生不等式在解决有关函数不等式时要注意构造函数,然后根据函数或函数曲线的凹凸性,利
用琴生不等式证明或求最值.
跟踪训练 4 设 x1,x2,…,x2 025>0,且 x1+x2+…+x2 025=1,则 W= �11−�1+
�2
1−�2
+…+ �2 025
1−�2 025
的最小值
为 .
答案 2 025
2 024
解析 构造函数 f(x)= �
1−�
,
易证函数 f(x)= �
1−�
在(0,1)上为凹函数.
由琴生不等式,得 f �1+�2+…+�2 025
2 025
≤
�(�1)+�(�2)+…+�(�2 025)
2 025
,
即 1
2 025
�1
1−�1
+ �2
1−�2
+… + �2 025
1−�2 025
≥
1
2 025
1− 12 025
.
所以 W= �1
1−�1
+ �2
1−�2
+…+ �2 025
1−�2 025
≥
2 025
2 025−1
=2 025
2 024
,当且仅当 x1=x2=…=x2 025时,W的最小值为
2 025
2 024
.
课时精练
[分值:40分]
一、单项选择题(每小题 5分,共 25分)
1.实数 x,y满足 3x2+4y2=12,则 z=2x+ 3y的最小值是( )
A.-5 B.-6 C.3 D.4
答案 A
解析 ∵实数 x,y满足 3x2+4y2=12,
∴
�2
4
+�
2
3
=1,
∴
�2
4
+ �
2
3
(16+9)≥(2� + 3�)2,
即-5≤2x+ 3y≤5,当且仅当 3 3x=8y,
即当
� =− 8
5
,
� =− 3 3
5
时,左边取等号,
当
� = 8
5
,
� = 3 3
5
时,右边取等号,
∴z=2x+ 3y的最小值是-5.
2.设 a1,a2,a3,a4是 1,2,3,4的一个排列,则 a1+2a2+3a3+4a4的取值范围是( )
A.(0,30] B.(20,30]
C.[20,30] D.[20,30)
答案 C
解析 由排序不等式得
a1+2a2+3a3+4a4≤12+22+32+42=30,
a1+2a2+3a3+4a4≥1×4+2×3+3×2+4×1=20,
∴a1+2a2+3a3+4a4的取值范围是[20,30].
3.权方和不等式作为基本不等式的一个变形,在求二元变量最值时有很广泛的应用,其表述如下:设 a,b,
x,y>0,则�
2
�
+�
2
�≥
(�+�)2
�+� ,当且仅当
�
�
=�
�
时,等号成立.根据权方和不等式,函数 f(x)=2
�
+ 9
1−2�
0 < � < 1
2 的最
小值为( )
A.16 B.25 C.36 D.49
答案 B
解析 因为 a,b,x,y>0,则�
2
�
+�
2
�
≥
(�+�)2
�+�
,
当且仅当�
�
=�
�
时,等号成立,
又 0<x<1
2
,即 1-2x>0,
于是得 f(x)=2
2
2�
+ 3
2
1−2�
≥
(2+3)2
2�+(1−2�)
=25,当且仅当 2
2�
= 3
1−2�
,即 x=1
5
时,等号成立,
所以函数 f(x)=2
�
+ 9
1−2�
0 < � < 1
2
的最小值为 25.
4.若实数 x+2y+3z=1,则 x2+y2+z2的最小值为( )
A.14 B. 1
14
C.29 D. 1
29
答案 B
解析 根据柯西不等式得
(x2+y2+z2)(1+4+9)≥(x+2y+3z)2=1,
即 x2+y2+z2≥ 1
14
,
当且仅当 x= 1
14
,y=1
7
,z= 3
14
时等号成立.
5.在△ABC中,sin A+sin B+sin C的最大值是( )
A.3
2
B.3 C. 3
2
D.3 3
2
答案 D
解析 因为 y=sin x在区间(0,π)上是凸函数,根据琴生不等式可得,
sin�+sin�+sin�
3
≤sin �+�+�
3
=sin π
3
= 3
2
,
得 sin A+sin B+sin C≤3 32 ,
当且仅当 A=B=C=π
3
时等号成立,
即 sin A+sin B+sin C的最大值是3 3
2
.
二、填空题(每小题 5分,共 15分)
6.若 a>1,b>1,则 �
2
�−1
+ �
2
�−1
的最小值为 .
答案 8
解析 �
2
�−1
+ �
2
�−1≥
(�+�)2
�+�−2
,
令 a+b-2=t,
则(�+�)
2
�+�−2
=(�+2)
2
�
=t+4
�
+4≥8,
当且仅当
�
�−1
= �
�−1
,
� + � − 2 = 2,
即 a=b=2时取等号,
所以 �
2
�−1
+ �
2
�−1
的最小值为 8.
7.半径为 R的球的内接三棱锥的体积 V的最大值为 .
答案 8 3
27
R3
解析 设三棱锥为 P-ABC,△ABC的外接圆半径为 r,
则 S△ABC=2r2sin A·sin B·sin C
≤2r2 sin�+sin�+sin�3
3
≤2r2 sin �+�+�3
3
=2r2 3
2
3
=3 3
4
r2,
当且仅当 A=B=C=60°时,等号成立,
若球心 O到平面 ABC的距离为 h,
则 V≤1
3
S△ABC(R+h)≤
3
4
r2(R+h)
= 3
4
(R2-h2)(R+h)= 3
8
(R+h)(R+h)(2R-2h)
≤
3
8
�+ℎ+�+ℎ+2�−2ℎ
3
3
=8 3
27
R3,
当且仅当三棱锥 P-ABC为正四面体时,等号成立.
8.设α,β,γ分别为长方体的对角线与共顶点的三个侧面所成的角,则 sin �+�+�
3
的取值范围为 .
答案 1
2
,
3
3
解析 在长方体中有 sin2α+sin2β+sin2γ=1,
注意到 sin2α=1-sin2β-sin2γ=cos2β-sin2γ
=1
2
(1+cos 2β)-1
2
(1-cos 2γ)
=cos(β+γ)·cos(β-γ)>0,
因为β,γ均为锐角,所以 cos(β-γ)>0.
从而 cos(β+γ)>0,即 0<β+γ<π
2
.
同理 0<α+β<π
2
,0<γ+α<π
2
.
又 y=cos x在 0, π
2
上为凸函数,
由琴生不等式有
3cos (�+�)+(�+�)+(�+�)
3
≥cos(α+β)+cos(β+γ)+cos(γ+α)
≥cos(α+β)·cos(α-β)+cos(β+γ)·cos(β-γ)+cos(γ+α)·cos(γ-α)
=sin2α+sin2β+sin2γ=1,
则 cos 2�+2�+2�
3
≥
1
3
,即 sin �+�+�
3
≤
3
3
.
另一方面,sin2α=cos(β+γ)·cos(β-γ)
>cos2(β+γ)=sin2 π
2
− � − � ,
由α,β+γ均为锐角,则α>π
2
-β-γ.
从而α+β+γ>π
2
.
又α→0+,β→0+,γ→π
2
,有�+�+�
3
→
π
6
.
综上,1
2
<sin �+�+�
3
≤
3
3
.