(12分)已知a,b,c分别是 A B C 内角A,B,C…——2015 高考数学第 17 题答案解析

2015_新课标I Paper

2015 National Question 17 Free-response Differentiating
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17.(12分)已知a,b,c分别是 $\Delta A B C$ 内角A,B,C的对边, $\sin ^ { 2 } B = 2 \sin A \sin C$

(Ⅰ)若a=b,求 $\mathtt { c o s B }$ ;

(Ⅱ)设 $\tt B = 9 0 ^ { \circ }$ ,且 $\scriptstyle \mathsf { a } = { \sqrt { 2 } } ,$ ,求 $\triangle A B C$ 的面积

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由正弦定理 $\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C}$,将已知条件 $\sin^2 B = 2 \sin A \sin C$ 转化为边长关系:
$$ b^2 = 2ac $$

(Ⅰ)若 $a=b$,代入上式可得 $a^2 = 2ac$。因为 $a>0$,所以 $a=2c$,即 $c = \frac{1}{2}a$。
由余弦定理得:
$$ \cos B = \frac{a^2 + c^2 - b^2}{2ac} $$
将 $b=a$ 和 $c=\frac{1}{2}a$ 代入:
$$ \cos B = \frac{a^2 + (\frac{1}{2}a)^2 - a^2}{2a \cdot \frac{1}{2}a} = \frac{\frac{1}{4}a^2}{a^2} = \frac{1}{4} $$

(Ⅱ)若 $B=90^\circ$,则 $\triangle ABC$ 为直角三角形,满足勾股定理 $a^2 + c^2 = b^2$。
结合之前推导的 $b^2 = 2ac$,可得:
$$ a^2 + c^2 = 2ac $$
移项整理得:
$$ a^2 - 2ac + c^2 = 0 \implies (a-c)^2 = 0 $$
所以 $a=c$。
已知 $a=\sqrt{2}$,则 $c=\sqrt{2}$。
$\triangle ABC$ 的面积为:
$$ S_{\triangle ABC} = \frac{1}{2}ac = \frac{1}{2} \times \sqrt{2} \times \sqrt{2} = 1 $$

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