(本小题满分 12 分) 在 A B C 中,角A,B,C…——2016 高考数学第 17 题答案解析

2016_省自主命题(四川)

2016 Sichuan Question 17 Free-response Differentiating
2016_省自主命题(四川)

17. (本小题满分 12 分)

在 $\triangle A B C$ 中,角A,B,C所对的边分别是 $^ { a , b , c , }$ 且 ${ \frac { \cos A } { a } } + { \frac { \cos B } { b } } = { \frac { \sin C } { c } }$

(I)证明: $\sin A \sin B = \sin C$

(II)若 $b ^ { 2 } + c ^ { 2 } - a ^ { 2 } = \frac { 6 } { 5 } b c$ ,求 $\tan B$

Answer key

(Ⅰ)证明详见解析;(Ⅱ)4

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完整解析 · 逐步详解

(I)由正弦定理 $\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C}$,可设 $a=k\sin A, b=k\sin B, c=k\sin C$ ($k>0$)。
代入已知等式 $\frac{\cos A}{a} + \frac{\cos B}{b} = \frac{\sin C}{c}$,得:
$$ \frac{\cos A}{k\sin A} + \frac{\cos B}{k\sin B} = \frac{\sin C}{k\sin C} $$
两边同乘 $k$,整理得:
$$ \frac{\cos A}{\sin A} + \frac{\cos B}{\sin B} = 1 $$
通分左边:
$$ \frac{\sin B \cos A + \cos B \sin A}{\sin A \sin B} = 1 $$
即 $\sin(A+B) = \sin A \sin B$。
在 $\triangle ABC$ 中,$A+B+C=\pi$,故 $\sin(A+B) = \sin(\pi-C) = \sin C$。
所以 $\sin A \sin B = \sin C$,得证。

(II)由余弦定理 $\cos A = \frac{b^2+c^2-a^2}{2bc}$ 及已知 $b^2+c^2-a^2 = \frac{6}{5}bc$,得:
$$ \cos A = \frac{\frac{6}{5}bc}{2bc} = \frac{3}{5} $$
因为 $A \in (0, \pi)$,所以 $\sin A = \sqrt{1-\cos^2 A} = \sqrt{1-(\frac{3}{5})^2} = \frac{4}{5}$。
由(I)中推导过程可知 $\sin A \sin B = \sin(A+B) = \sin A \cos B + \cos A \sin B$。
代入 $\sin A = \frac{4}{5}, \cos A = \frac{3}{5}$:
$$ \frac{4}{5}\sin B = \frac{4}{5}\cos B + \frac{3}{5}\sin B $$
移项合并同类项:
$$ \frac{1}{5}\sin B = \frac{4}{5}\cos B $$
即 $\sin B = 4\cos B$。
因为 $B \in (0, \pi)$,$\cos B \neq 0$(若 $\cos B=0$ 则 $\sin B=0$,矛盾),所以:
$$ \tan B = \frac{\sin B}{\cos B} = 4 $$

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