12913. Пусть
l_{a}
,
l_{b}
и
l_{c}
— биссектрисы треугольника
ABC
, площадь которого равна
S
, полупериметр равен
p
, а радиус вписанной окружности равен
r
. Докажите, что
l_{a}l_{b}l_{c}\leqslant rp^{2}
.
Решение. Пусть
BC=a
,
AC=b
,
AB=c
. Известно (см. задачу 4751), что
l_{a}=\frac{2\sqrt{bcp(p-a)}}{b+c},

а так как
4bc\leqslant(b+c)^{2}
(поскольку
(b-c)^{2}\leqslant0
), то
l_{a}^{2}=\frac{4bcp(p-a)}{(b+c)^{2}}\leqslant\frac{(b+c)^{2}p(p-a)}{(b+c)^{2}}=p(p-a).

Аналогично,
l_{b}^{2}\leqslant p(p-b),~l_{c}^{2}\leqslant p(p-c).

Значит,
l_{a}^{2}l_{b}^{2}l_{b}^{2}\leqslant p^{3}(p-a)(p-b)(p-c)=p^{2}\cdot p(p-a)(p-b)(p-c)=p^{2}S^{2}.

Следовательно,
l_{a}l_{b}l_{c}\leqslant pS=p\cdot pr=rp^{2}.

Что и требовалось доказать.
Источник: Прасолов В. В. Задачи по планиметрии. — 6-е изд. — М.: МЦНМО, 2007. — № 10.20, с. 254