由正弦定理得sinA=2sinBsinC。
实际上,这题应该有个前提条件,即在锐角三角形中。虽然∠A只能为锐角或直角,但∠B或∠C可以为锐角、直角或钝角。
在直角三角形中,tanA+tanB+tanC不可能取到最小值,因为其值为无穷大。
而在钝角三角形中,tanA+tanB+tanC的值恒小于0,最小值并不存在。(为负无穷大)
在锐角三角形中,tanA+tanB+tanC的值必然大于0。
由于是在三角形中,所以A=π-(B+C)=π-B-C。
sinA = sin(π-B-C)=sin(B+C)=sinBcosC+sinCcosB=2sinBsinC。
上式两边同除cosBcosC,得tanB+tanC=2tanBtanC。①
又tanA=tan(π-B-C)=-tan(B+C)=(tanB+tanC)/(tanBtanC-1)。
所以tanA+tanB+tanC=(tanB+tanC)/(tanBtanC-1) + tanB+tanC=(tanB+tanC)[1+1/(tanBtanC-1)]=2[(tanBtanC)^2]/(tanBtanC-1)。
注:根据①式,将tanB+tanC代换为2tanBtanC。
(事实上以上式子也可以用三角形内的恒等式tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC获得)
设tanBtanC-1=x,则有tanA+tanB+tanC=2[(x+1)^2]/x = f(x)。
由于只需考虑锐角三角形的情况,所以B+C>90°,所以tanBtanC>1,即x>0。
f(x) = 2x + 2/x + 4。当x>0时,f(x)的最小值为8,当x=1时取到。
所以tanA+tanB+tanC的最小值为8,此时tanA=4,tanB=2+根号2,tanC=2-根号2,或tanA=4,tanB=2-根号2,tanC=2+根号2。