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解三角形
解三角形是高考解答题中的中低档题目,本题考查正弦定理、余弦定理的应用,以及数学运算、逻辑推理的核心素养.
(12分)(2021·新高考Ⅰ卷)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知b2=ac,点D在边AC上,BDsin∠ABC=asin C.
(1)证明:BD=b;
(2)若AD=2DC,求cos∠ABC.
[步骤要点] (1)灵活选择:解三角形时,如果式子中含有角的余弦或边的二次式要考虑用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理,以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.
(2)找关系:利用∠BED与∠ABC互补;cos∠BED与cos∠ABC相反,找a,b,c之间的关系.
(3)计算:将找到的a,b,c之间的关系代入余弦定理即可.
[阅卷细则] (1)写出正弦定理即得2分;
(2)没写正弦定理,直接把sin C,sin∠ABC化成边也得2分;
(3)利用了互补角的余弦值相反即可得3分;
(4)未舍掉一种情况的扣1分.
[规范解答] (1)证明: 由题意知,BD=,
由正弦定理得,=,即=,…………2分
所以BD=,又b2=ac,…………3分
所以BD=b,得证.…………4分
(2)如图所示,过点D作DE∥BC交AB于E,
因为AD=2DC,所以==2,=,
所以BE=,DE=a.…………6分
在△BED中,cos∠BED=
===,…………7分
学生用书第17页
在△ABC中,cos∠ABC===.…………8分
因为∠BED=π-∠ABC,所以cos∠BED=-cos∠ABC,
所以=-,化简得3c2+6a2-11ac=0,
方程两边同时除以a2,得3-11·+6=0,
解得=或=3,…………10分
当=时,cos∠ABC===;
当=3,即c=3a时,cos∠ABC===>1(舍).
综上,cos∠ABC=.…………12分
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