めかさんからの質問2

問題
△ABC内の一点をOとするとき、
 AB+BC+CA>OA+OB+OC>(AB+BC+CA)/2
となることを証明せよ。

証明
めかさんからの質問2
COの延長線とABの交点をDとします。
三角不等式より、
 AB+AC=BD+(DA+AC)>BD+DC=(BD+DO)+OC>OB+OC
同様に、
 BA+BC>OA+OC
 CA+CB>OA+OB
辺々加えて、
 2(AB+BC+CA)>2(OA+OB+OC)
よって、
 AB+BC+CA>OA+OB+OC

一方、三角不等式より、
 OA+OB>AB
 OB+OC>BC
 OC+OA>CA
辺々足して
 2(OA+OB+OC)>AB+BC+CA
よって、
 OA+OB+OC>(AB+BC+CA)/2

以上より、
 AB+BC+CA>OA+OB+OC>(AB+BC+CA)/2

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