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2021年高考数学上海春18

  2022-05-03 08:26:26  

18.(14分)已知$A$、$B$、$C$为$\Delta ABC$的三个内角,$a$、$b$、$c$是其三条边,$a=2$,$\cos C=-\dfrac{1}{4}$.
(1)若$\sin A=2\sin B$,求$b$、$c$;
(2)若$\cos (A-\dfrac{\pi }{4})=\dfrac{4}{5}$,求$c$.
分析:(1)由已知利用正弦定理即可求解$b$的值;利用余弦定理即可求解$c$的值.
(2)根据已知利用两角差的余弦公式,同角三角函数基本关系式可求得$\cos A$,$\sin A$,$\sin C$的值,进而根据正弦定理可得$c$的值.
解:(1)因为$\sin A=2\sin B$,可得$a=2b$,
又$a=2$,可得$b=1$,
由于$\cos C=\dfrac{{a}^{2}+{b}^{2}-{c}^{2}}{2ab}=\dfrac{{2}^{2}+{1}^{2}-{c}^{2}}{2\times 2\times 1}=-\dfrac{1}{4}$,可得$c=\sqrt{6}$.
(2)因为$\cos (A-\dfrac{\pi }{4})=\dfrac{\sqrt{2}}{2}(\cos A+\sin A)=\dfrac{4}{5}$,
可得$\cos A+\sin A=\dfrac{4\sqrt{2}}{5}$,
又$\cos ^{2}A+\sin ^{2}A=1$,
可解得$\cos A=\dfrac{7\sqrt{2}}{10}$,$\sin A=\dfrac{\sqrt{2}}{10}$,或$\sin A=\dfrac{7\sqrt{2}}{10}$,$\cos A=\dfrac{\sqrt{2}}{10}$,
因为$\cos C=-\dfrac{1}{4}$,可得$\sin C=\dfrac{\sqrt{15}}{4}$,$\tan C=-\sqrt{15}$,可得$C$为钝角,
若$\sin A=\dfrac{7\sqrt{2}}{10}$,$\cos A=\dfrac{\sqrt{2}}{10}$,可得$\tan A=7$,可得$\tan B=-\tan (A+C)=\dfrac{\tan A+\tan C}{\tan A\tan C-1}=\dfrac{7-\sqrt{15}}{7\times (-\sqrt{15})-1}<0$,
可得$B$为钝角,这与$C$为钝角矛盾,舍去,
所以$\sin A=\dfrac{\sqrt{2}}{10}$,由正弦定理$\dfrac{2}{\sin A}=\dfrac{c}{\sin C}$,可得$c=\dfrac{5\sqrt{30}}{2}$.
点评:本题主要考查了正弦定理,余弦定理,两角差的余弦公式,同角三角函数基本关系式在解三角形中的应用,考查了计算能力和转化思想,属于中档题.

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