Giả sử ΔABC cân tại A. i/ Vẽ tia AO cắt BC và (O;R) tại D và E. Khi đó D là trung điểm của BC, AD vuông góc với BC và ^ABE=900. Từ hệ thức lượng trong tam giác vuông suy ra AD=AB2AE=b22R. Từ định lí Pythagoras suy ra BD=√AB2−AD2=b√4R2−b22R.Từ đó cócosB=cosC=BDAB=√4R2−b22R;
cosA=cos(1800−2B)=−cos2B=1−2cos2B=1−2.4R2−b24R2=b2−2R22R2.
ii/ Với các kết quả AD=b22R,BC=2BD=b√4R2−b2R thì có
SΔABC=12AD.BC=b3√4R2−b24R2=√b6(4R2−b2)4R2.
Áp dụng bất đẳng thức AM-GM thì được
b6(4R2−b2)=27.b23.b23.b23.(4R2−b2)≤(b23+b23+b23+4R2−b2)4256=27R8.
Do đó SΔABC≤3R2√34. Dấu bằng xảy ra khi b23=4R2−b2, hay b=R√3 (khi đó ABC là tam giác đều).