Distancias

Sea P un punto interior al triángulo ABC, cuyos lados mayores son b y c. Sean l, m, n las distancias del punto P a los vértices del triángulo. Demostrar que l + m + n < b + c.
Propuesto por Mariano Nieto Viejobueno

 

Varias soluciones dadas en www.artofproblemsolving.com

Solución de gemath

Por ser el punto P interior a ABC, existen números positivos x, y, z tales que

Entonces tenemos

De la misma forma podemos obtener

Finalmente,

Solución de Kostas Vittas, que cita un libro de texto griego: J. Panakis. Triangle's geometry, vol. A, página 125. 'Guttenberg' publications, Athens 1969.

Supongamas que BC £ AB £ AC. Demostraremos que, siendo P interior a ABC, es

PA + PB + PC < AB + AC.

(1) Por ser AC ³ AB tenemos ÐABC ³ ÐACB.

(2) Trazamos una paralela por P a BC, que corta a los lados AB, AC en los puntos D, E, respectivamente.
Por tanto tenemos ÐADE ³ ÐAED.

(3) Por ser P interior a ABC, en el triángulo APD tenemos ÐAPE > ÐADE.

(4) De (2) y (4) deducimos ÐAPE > ÐAED y entonces PA < AE.

(5) De los triángulos PBD y PCE deducimos PB < BD + DP and PC < PE + EC.

(6) De (4) y (5), PA + PB + PC < AE + EC + BD + DP + PE y de aquí, PA + PB + PC < AC + BD + DE.

(7) Como ÐBAC £ ÐACB = ÐAED, y en el triángulo ÐADE tenemos que DE < AD, entonces DE + BD < AD + BD, es decir BD + DE < AB.

(8) Finalmente, de (6) y (7), PA + PB + PC < AB + AC, que completa la demostración.

Kostas Vittas también cita otro libro griego, de D. Kontogiannis – Iqualities and inequalities in a triangle, página 129, en el que a su vez hay una referencia a
''Visschers, 1902''. La misma referencia aparece en el libro de F.G.M y la revista Crux Mathematicorum: