b> $1< \frac{sinA + sinB + sinC}{cosA + cosB + cosC}< 2$
Tìm Min :
Đặt $H_A=\frac{sinA+sinB+sinC}{cosA+cosB+cosC}$
Do vai trò của $A,B,C$ là như nhau nên ta có thể giả sử $A=max \left ( A,B,C \right )\Rightarrow A\in \left [ \frac{\Pi }{3},\frac{\Pi }{2} \right ]$ (1)
Ta sẽ chứng minh $H_A \geq \frac{\sin A+2\cos \frac{A}{2}}{\cos A+2\sin\frac{A}{2}}$
$\Leftrightarrow 2\cos \frac{B-C}{2}(\cos A\cos\frac{A}{2}-\sin A\sin\frac{A}{2})+2(\sin A\sin \frac{A}{2}-\cos A\cos \frac{A}{2})\geq 0$
$\Leftrightarrow 2\cos \frac{B-C}{2}\cos \frac{3A}{2}-2\cos \frac{3A}{2}\geq 0$
$\Leftrightarrow \cos \frac{3A}{2}(\cos \frac{B-C}{2}-1)\geq 0$
$\Leftrightarrow \cos \frac{3A}{2}\leq 0\Leftrightarrow \frac{\Pi }{2}\geq A\geq \frac{\Pi }{3}$ ( luôn đúng do giả sử )
Vậy ta thu được $H_A \geq \frac{\sin A+2\cos \frac{A}{2}}{\cos A+2\sin \frac{A}{2}}$ với điều kiện (1)
Đặt $f(A)=\frac{\sin A+ 2 \cos \frac{A}{2}}{\cos A +2 \sin \frac{A}{2}}$ với $(\frac{\pi}{3} \leq A\leq \frac{\pi}{2})$
$\Rightarrow f'(A)=\frac{\sin \frac{3A}{2}-1}{(\cos A+ 2 \sin \frac{A}{2})^2}\leq 0$
$\Rightarrow f(A) \geq f(\frac{\pi}{2})=1+\frac{1}{\sqrt{2}}$
Do đó ta có $\frac{\sin A + \sin B +\sin C}{\cos A + \cos B +\cos C}\geq 1+\frac{1}{\sqrt{2}} >1$
Tìm Max :
BĐT đã cho tương đương với $ \sin A + \sin B + \sin C <2( \cos A +\cos B + \cos C)$
Sử dụng CT sau : $\sum \sin A =4\prod \cos \frac{A}{2}$
$2\sum \cos A=2( \sum 2 \cos ^2 \frac{A}{2}-3)$
Do đó ta chỉ cần chứng minh $4\prod \cos \frac{A}{2}<2(\sum \cos^2 \frac{A}{2}-3)$
Chuyển $(\cos \frac{A}{2},...)\rightarrow (a,b,c)$ ta cần chứng minh
$abc < a^2+b^2+c^2-\frac{3}{2}\Leftrightarrow a^2+b^2+c^2-abc-\frac{3}{2}> 0$
Sử dụng AM-GM ta có $a^2+b^2+c^2 \geq 3\sqrt[3]{(abc)^2}$ nên đặt $t=\sqrt[3]{abc}, (0<t <\frac{\sqrt{3}}{2})$
Ta cần chứng minh $t^3-3t^2+\frac{3}{2}<0$
Nhưng bđt trên luôn đúng do $0 <t <\frac{\sqrt{3}}{2}$
Do đó ta có đpcm