2021年高考数学北京16 |
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2022-05-03 08:25:50 |
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16.(13分)已知在$\Delta ABC$中,$c=2b\cos B$,$C=\dfrac{2\pi }{3}$. (1)求$B$的大小; (2)在三个条件中选择一个作为已知,使$\Delta ABC$存在且唯一确定,并求$BC$边上的中线的长度. ①$c=\sqrt{2}b$;②周长为$4+2\sqrt{3}$;③面积为$S_{\Delta ABC}=\dfrac{3\sqrt{3}}{4}$. 分析:(1)根据已知条件,运用正弦定理,即可求解,(2)选①不满足正弦定理,$\Delta ABC$不存在,选②周长为$4+2\sqrt{3}$,结合已知条件,运用正弦定理可求三角形各边长度,在$\Delta ACD$中,运用余弦定理,即可求解,选面积 为$S_{\Delta ABC}=\dfrac{3\sqrt{3}}{4}$,通过三角形面积公式,可求得$a$的值,再结合余弦定理,即可求解. 解:(1)$\because c=2b\cos B$, 由正弦定理可得$\sin C=2\sin B\cos B$,即$\sin C=\sin 2B$, $\because C=\dfrac{2\pi }{3}$, $\therefore$当$C=2B$ 时,$B=\dfrac{\pi }{3}$,即$C+B=\pi$,不符合题意,舍去, $\therefore C+2B=\pi$, $\therefore 2B=\dfrac{\pi }{3}$, 即$B=\dfrac{\pi }{6}$. (2)选①$c=\sqrt{2}b$, 由正弦定理可得 $\dfrac{c}{b}=\dfrac{\sin C}{\sin B}=\dfrac{\dfrac{\sqrt{3}}{2}}{\dfrac{1}{2}}=\sqrt{3}$,与已知条件$c=\sqrt{2}b$矛盾,故$\Delta ABC$不存在, 选②周长为$4+2\sqrt{3}$, $\because C=\dfrac{2\pi }{3}$,$B=\dfrac{\pi }{6}$, $\therefore$$A=\dfrac{\pi }{6}$, 由正弦定理可得$\dfrac{a}{\sin A}=\dfrac{b}{\sin B}=\dfrac{c}{\sin C}=2R$,即$\dfrac{a}{\dfrac{1}{2}}=\dfrac{b}{\dfrac{1}{2}}=\dfrac{c}{\dfrac{\sqrt{3}}{2}}=2R$, $\therefore$$a=R,b=R,c=\sqrt{3}R$, $\therefore a+b+c=(2+\sqrt{3})R=4+2\sqrt{3}$, $\therefore R=2$,即$a=2$,$b=2$,$c=2\sqrt{3}$, $\therefore \Delta ABC$存在且唯一确定, 设$BC$的中点为$D$, $\therefore CD=1$, 在$\Delta ACD$中,运用余弦定理,$AD^{2}=AC^{2}+CD^{2}-2AC\cdot CD\cdot \cos \angle C$, 即$A{D}^{2}=4+1-2\times 2\times 1\times (-\dfrac{1}{2})=7$,$AD=\sqrt{7}$, $\therefore BC$边上的中线的长度$\sqrt{7}$. 选③面积为$S_{\Delta ABC}=\dfrac{3\sqrt{3}}{4}$, $\because$$A=B=\dfrac{\pi }{6}$, $\therefore a=b$, $\therefore$${S}_{\Delta ABC}=\dfrac{1}{2}ab\sin C=\dfrac{1}{2}{a}^{2}\times \dfrac{\sqrt{3}}{2}=\dfrac{3\sqrt{3}}{4}$,解得$a=\sqrt{3}$, 余弦定理可得 $AD^{2}=AC^{2}+CD^{2}-2\times AC\times CD\times \cos \dfrac{2\pi }{3}=3+\dfrac{3}{4}+\sqrt{3}\times \dfrac{\sqrt{3}}{2}=\dfrac{21}{4}$, $AD=\dfrac{\sqrt{21}}{2}$. 点评:本题主要考查了正弦定理和余弦定理的运用.考查了学生对三角函数基础知识的综合运用,属于中档题.
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