(本小题满分14分) 在 A B C 中,角A B C,…——2011 高考数学第 15 题答案解析

2011_江苏 Paper

2011 Jiangsu Question 15 Free-response Differentiating
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15.(本小题满分14分)

在 $\Delta A B C$ 中,角A B C, , 的对边分别为 $^ { a , b , c }$

(1)若 $\sin ( A + { \frac { \pi } { 6 } } ) = 2 \cos A$ ,求A的值;

(2)若 $\cos A = { \frac { 1 } { 3 } } , b = 3 c$ ,求sinC的值

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(1)由两角和的正弦公式展开已知等式:
$$ \sin A \cos \frac{\pi}{6} + \cos A \sin \frac{\pi}{6} = 2 \cos A $$
代入 $\cos \frac{\pi}{6} = \frac{\sqrt{3}}{2}$,$\sin \frac{\pi}{6} = \frac{1}{2}$,得:
$$ \frac{\sqrt{3}}{2} \sin A + \frac{1}{2} \cos A = 2 \cos A $$
整理得:
$$ \frac{\sqrt{3}}{2} \sin A = \frac{3}{2} \cos A \implies \sin A = \sqrt{3} \cos A $$
若 $\cos A = 0$,则 $\sin A = 0$,这与 $\sin^2 A + \cos^2 A = 1$ 矛盾,故 $\cos A \neq 0$。
两边同除以 $\cos A$,得 $\tan A = \sqrt{3}$。
因为 $A$ 为三角形内角,即 $0 < A < \pi$,所以 $A = \frac{\pi}{3}$。

(2)由余弦定理 $a^2 = b^2 + c^2 - 2bc \cos A$,将 $\cos A = \frac{1}{3}$ 及 $b = 3c$ 代入:
$$ a^2 = (3c)^2 + c^2 - 2 \cdot (3c) \cdot c \cdot \frac{1}{3} $$
$$ a^2 = 9c^2 + c^2 - 2c^2 = 8c^2 $$
此时三边满足关系:
$$ a^2 + c^2 = 8c^2 + c^2 = 9c^2 = (3c)^2 = b^2 $$
根据勾股定理逆定理可知,$\triangle ABC$ 是以 $b$ 为斜边的直角三角形,且 $\angle B = \frac{\pi}{2}$。
在 Rt$\triangle ABC$ 中,两锐角互余,即 $A + C = \frac{\pi}{2}$,故 $C = \frac{\pi}{2} - A$。
所以:
$$ \sin C = \sin\left(\frac{\pi}{2} - A\right) = \cos A = \frac{1}{3} $$

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