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课时作业(三十四) 解三角形
1.(2025·福州质检)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,设2=sin 2A+sin B sin C.
(1)求A;
(2)若AD为∠BAC的角平分线,且AD=1,求4b+c的最小值.
解 (1)2=sin 2B+2sin B sin C+sin 2C=sin 2A+sin B sin C,
即sin 2B+sin 2C+sin B sin C=sin 2A,
由正弦定理可得:b2+c2+bc=a2,
所以cos A==-,
又因为A∈,所以A=.
(2)AD为∠BAC的角平分线,∠BAD=∠CAD=.
由S△ABD+S△ACD=S△ABC,得c·AD·sin ∠BAD+b·AD·sin ∠CAD=bc·sin ∠BAC,
又AD=1,所以b+c=bc,故+=1,
所以4b+c=·=5++≥5+2=9,当且仅当=,即c=2b时,4b+c的最小值为9.
2.(2025·浙江杭州质检)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,2a cos B=2c+b.
(1)求A;
(2)若a=4,b+c=2,求△ABC中BC边中线AD长.
解 (1)因为2a cos B=2c+b,
由正弦定理得2sin A cos B=2sin C+sin B,
即2sin A cos B=2sin +sin B,
即2sin A cos B=2sin A cos B+2cos A sin B+sin B,
所以2cos A sin B+sin B=0,
又sin B>0,所以cos A=-,
又A∈,所以A=.
(2)由余弦定理得a2=b2+c2-2bc cos ∠BAC=2-bc,
即16=20-bc,所以bc=4,
因为AD为△ABC中BC边的中线,
所以=,
则=
=
= =
==,
所以AD=.
3.(2025·海南质检)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足cos A+a cos C=0.
(1)求A;
(2)若内角A的角平分线交BC于D点,且AD=,求△ABC的面积的最小值.
解 (1)由正弦定理可得,2sin B cos A+sin C cos A+sin A cos C=0,
所以2sin B cos A+sin =0,即2sin B cos A=-sin B,
因为B是△ABC的内角,所以sin B≠0,
得2cos A=-1,所以cos A=-,
所以A=.
(2)因为∠BAC=,AD平分∠BAC,
所以∠BAD=∠CAD=,又AD=,
则由S△ABC=S△ABD+S△ACD,得bc sin =×c sin +×b sin ,
所以bc=,
又bc=≥2,则≥2,得bc≥12,
当且仅当b=c=2时,等号成立,
所以S△ABC=bc sin =bc≥×12=3,
故S△ABC最小值为3.
4.(2025·北京模拟)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为 a,b,c,已知a cos B+b=c,b=2.
(1)求A;
(2)从下列三个条件中选择一个作为已知条件,使△ABC存在且唯一确定,并求出BC边上的高.
条件①:sin B=;条件②:cos B=-;条件③:△ABC的面积为.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
解 (1)法一:在△ABC中,a cos B+b=c,
由正弦定理可得sin A cos B+sin B=sin C.
因为A+B+C=180°,
所以sin C=sin (A+B)=sin A cos B+cos A sin B.
所以sin B=cos A sin B.
又因为在△ABC中,sin B≠0,
所以cos A=,所以A=60°.
法二:在△ABC中,a cos B+b=c,
由余弦定理cos B=,
可得a·+b=c,
整理得c2+b2-a2=bc,
所以cos A==,解得A=60°.
(2)选条件①,由(1)知0°<B<120°,
在△ABC中,sin B=,所以B=45°.
因为A+B+C=180°,所以C=75°,
所以sin C=sin (45°+30°)=sin 45°cos 30°+
cos 45°sin 30°=,
设BC边上高线的长为h,
则h=b sin C=2×=.
选条件②,cos B=-<-,所以B>120°,
因为A=60°,所以A+B>180°,△ABC不存在.
选条件③,因为S△ABC=bc sin A
=c sin 60°=c=,
所以c=1+,
由余弦定理得a2=b2+c2-2bc cos A=4+4+2-2×2×(1+)cos 60°=6,
所以a=.
设BC边上高线的长为h,
则h===.
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