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2024年高考数学北京16

  2024-08-28 22:34:11  

(10分)在$\Delta ABC$中,$a=7$,$A$为钝角,$\sin  2B=\dfrac{\sqrt{3}}{7}b\cos  B$.
(1)求$\angle A$;
(2)从条件①、条件②和条件③这三个条件中选择一个作为已知,求$\Delta ABC$的面积.
①$b=7$;
②$\cos  B=\dfrac{13}{14}$;
③$c\sin  A=\dfrac{5}{2}\sqrt{3}$.
注:如果选择条件①、条件②和条件③分别解答,按第一个解答计分.
分析:(1)由已知等式结合二倍角公式和正弦定理求得$\sin  A$,即可得到$A$;
(2)分析选条件①不合题意;
选条件②,由已知结合正弦定理求得$b$,由$\sin  C=\sin  (A+B)$可求得$\sin  C$,再由三角形面积公式求解即可;
选条件③,由(1)及已知可求得$c$,结合余弦定理求得$b$,再由三角形面积公式求解即可;.
解:(1)因为$\sin  2B=\dfrac{\sqrt{3}}{7}b\cos  B=2\sin  B\cos  B$,$\cos  B\ne 0$,
所以$\sin  B=\dfrac{\sqrt{3}}{14}b$,
在$\Delta ABC$中,由正弦定理得$\dfrac{a}{\sin  A}=\dfrac{b}{\sin  B}$,
因为$a=7$,所以$\sin  A=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$,
因为$A$为钝角,
所以$A=\dfrac{2\pi }{3}$.
(2)若选条件①,因为$b=7$,$a=7$,
所以$B=A=\dfrac{2\pi }{3}$,与$A+B+C=\pi$矛盾,故不合题意,舍去;
若选条件②,因为$\cos  B=\dfrac{13}{14}$,所以$\sin  B=\sqrt{1-{\cos  }^{2}B}=\dfrac{3\sqrt{3}}{14}$,
在$\Delta ABC$中,由正弦定理得$\dfrac{a}{\sin  A}=\dfrac{b}{\sin  B}$,
所以$b=\dfrac{a}{\sin  A}\cdot \sin  B=\dfrac{7}{\sin  \dfrac{2\pi }{3}}\times \dfrac{3\sqrt{3}}{14}=3$,
又$\sin  C=\sin  (A+B)=\sin  A\cos  B+\cos  A\sin  B=\dfrac{\sqrt{3}}{2}\times \dfrac{13}{14}+(-\dfrac{1}{2})\times \dfrac{3\sqrt{3}}{14}=\dfrac{5\sqrt{3}}{14}$,
所以$\Delta ABC$的面积为$S=\dfrac{1}{2}ab\sin  C=\dfrac{1}{2}\times 7\times 3\times \dfrac{5\sqrt{3}}{14}=\dfrac{15\sqrt{3}}{4}$;
若选条件③,由(1)知$A=\dfrac{2\pi }{3}$,
因为$c\sin  A=\dfrac{5}{2}\sqrt{3}$,所以$c=5$,
由余弦定理得$a^{2}=b^{2}+c^{2}-2bc\cos  A$,
即$7^{2}=b^{2}+5^{2}-2b\times 5\times \cos  \dfrac{2\pi }{3}$,解得$b=3$,
所以$\Delta ABC$的面积为$S=\dfrac{1}{2}bc\sin  A=\dfrac{1}{2}\times 3\times 5\times \sin  \dfrac{2\pi }{3}=\dfrac{15\sqrt{3}}{4}$.
点评:本题考查正弦定理及余弦定理的应用,考查三角形的面积公式,考查运算求解能力,属于中档题.

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