(12分) A B C 的内角A,B,C的对边分别为a,b…——2017 高考数学第 17 题答案解析

2017_新课标III Paper

2017 National Question 17 Free-response Differentiating
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17.(12分) $\Delta A B C$ 的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知 $\sin A + \sqrt { 3 } \cos A = 0$ $a = 2 \sqrt { 7 } , b = 2$

(1)求c;

②设D为BC边上一点,且AD⊥AC,求 $\triangle \mathsf { A B D }$ 的面积

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(1)由已知 $\sin A + \sqrt{3} \cos A = 0$,得 $\tan A = -\sqrt{3}$。
因为 $A \in (0, \pi)$,所以 $A = \frac{2\pi}{3}$。

在 $\triangle ABC$ 中,由余弦定理 $a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cos A$,
代入数据得 $(2\sqrt{7})^2 = 2^2 + c^2 - 2 \times 2 \times c \times (-\frac{1}{2})$,
即 $28 = 4 + c^2 + 2c$,整理得 $c^2 + 2c - 24 = 0$。
解得 $c = 4$ 或 $c = -6$(舍去)。
故 $c = 4$。

(2)在 $\triangle ABC$ 中,由余弦定理 $\cos C = \frac{a^2 + b^2 - c^2}{2ab}$,
代入数据得 $\cos C = \frac{(2\sqrt{7})^2 + 2^2 - 4^2}{2 \times 2\sqrt{7} \times 2} = \frac{28 + 4 - 16}{8\sqrt{7}} = \frac{16}{8\sqrt{7}} = \frac{2}{\sqrt{7}}$。

因为 $AD \perp AC$,所以在 Rt$\triangle ACD$ 中,$\angle CAD = \frac{\pi}{2}$。
则 $CD = \frac{AC}{\cos C} = \frac{b}{\cos C} = \frac{2}{\frac{2}{\sqrt{7}}} = \sqrt{7}$。

又因为 $a = BC = 2\sqrt{7}$,所以 $BD = BC - CD = 2\sqrt{7} - \sqrt{7} = \sqrt{7}$。
由此可知 $D$ 为 $BC$ 的中点,即 $BD = \frac{1}{2}BC$。

$\triangle ABC$ 的面积 $S_{\triangle ABC} = \frac{1}{2}bc \sin A = \frac{1}{2} \times 2 \times 4 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 2\sqrt{3}$。
因为 $\triangle ABD$ 与 $\triangle ABC$ 高相同,底边 $BD = \frac{1}{2}BC$,
所以 $S_{\triangle ABD} = \frac{1}{2} S_{\triangle ABC} = \frac{1}{2} \times 2\sqrt{3} = \sqrt{3}$。

✅ 来源:2017年 · 全国 · 2017_新课标III卷 · 第 17 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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