7435. В тетраэдре
ABCD
все плоские углы при вершине
A
равны по
60^{\circ}
. Докажите, что
AB+AC+AD\leqslant BC+CD+DB
.
Решение. Пусть угол при вершине
A
треугольника
ABC
равен
60^{\circ}
. Если стороны
AB
и
AC
не равны, рассмотрим образы
B_{1}
и
C_{1}
точек
B
и
C
при симметрии относительно биссектрисы угла при вершине
A
. В четырёхугольнике
BC_{1}CB_{1}

CC_{1}+BB_{1}\lt BC+B_{1}C_{1},

а так как
CC_{1}=AC
,
BB_{1}=AB
и
B_{1}C_{1}=BC
, то
AC+AB\lt BC+BC=2BC.

Если
AB=AC
, то треугольник
ABC
— равносторонний, поэтому
AC+AB=2BC.

Таким образом, если угол при вершине
A
треугольника
ABC
равен
60^{\circ}
, то
AC+AB\leqslant2BC
. Аналогично,
AC+AD\leqslant2CD
и
AB+AD\leqslant2BD
. Сложив почленно эти три неравенства получим, что
AB+AC+AD\leqslant BC+CD+DB.