问题 填空题
已知a,b,c是正实数,且abc+a+c=b,设p=
2
a2+1
-
2
b2+1
+
3
c2+1
,则p的最大值为______.
答案

设a=tanα,b=tanβ,c=tanγ,α,β,γ∈(0,

π
2
),

则p=2cos2α-2cos2β+3cos2γ=cos2α-cos2β+3cos2γ=2sin(α+β)sin(β-α)+3cos2γ.

由abc+a+c=b得b=

a+c
1-ac

即tanβ=

tanα+tanγ
1-tanαtanγ
=tan(α+γ),又α,β,γ∈(0,
π
2
),

所以β=α+γ,β-α=γ,p=2sin(α+β)sin(β-α)+3cos2γ=2sin(α+β)sinγ+3cos2γ≤2sinγ+3cos2γ=

10
3
-3(sinγ-
1
3
2
10
3

当α+β=

π
2
,sinγ=
1
3
时取等号.

所以p=

2
a2+1
-
2
b2+1
+
3
c2+1
的最大值为
10
3

故答案为:

10
3

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