Giải
Ta có:
$M = \sin^2{A} + \sin^2{B} + \dfrac{\sqrt{2}}{2}\sin^2{C}$
$= \dfrac{1 - \cos{2A}}{2} + \dfrac{1 - \cos{2B}}{2} + \dfrac{\sqrt{2}}{2}\sin^2{C}$
$= 1 - \dfrac{1}{2}(\cos{2A} + \cos{2B}) + \dfrac{\sqrt{2}}{2}\sin^2{C}$
$= 1 - \cos{(A + B)}\cos{(A - B)} + \dfrac{\sqrt{2}}{2}\sin^2{C}$
$= 1 + \cos{C}\cos{(A - B)} + \dfrac{\sqrt{2}}{2}\sin^2{C} $
- Nếu $\cos{(A - B)} \leq 0$ thì A hoặc B là góc tù. Khi đó: C là góc nhọn. Vì vậy: $\cos{C} > 0$
Từ đó suy ra: $M \leq 1 + \dfrac{\sqrt{2}}{2} < 1 + \dfrac{3\sqrt{2}}{4}$
- Nếu $0 < cos{(A - B)} \leq 1$. Khi đó:
$M \leq 1 + \cos{C} + \dfrac{\sqrt{2}}{2}\sin^2{C} = 1 + \cos{C} + \dfrac{\sqrt{2}}{2}(1 - \cos^2{C})$
$\Leftrightarrow M \leq -\dfrac{\sqrt{2}}{2} \left ( \cos{C} - \dfrac{1}{\sqrt{2}}\right )^2 + 1 + \dfrac{3\sqrt{2}}{4} \leq 1 + \dfrac{3\sqrt{2}}{4}$
Vậy, ta có điều phải chứng minh.