(12 分)(2008•四川)在 ABC 中,内角 A ,…——2008 高考数学第 17 题答案解析

2008_退役省自主命题 (2008·文)

2008 全国 第 17 题 解答题 区分题
2008_退役省自主命题 (2008·文)

17.(12 分)(2008•四川)在 $\triangle \mathrm{ABC}$ 中,内角 $\mathrm{A}, \mathrm{B}, \mathrm{C}$ 对边的边长分别是 $\mathrm{a}, \mathrm{b}, \mathrm{c}$ ,已知 $a^{2}+c^{2}=2 b^{2}$ .

(I)若 $\mathrm{B}=\frac{\pi}{4}$ ,且 A 为钝角,求内角 A 与 C 的大小;
(II)求 $\sin \mathrm{B}$ 的最大值。

完整解析 · 逐步详解

【考点】余弦定理;正弦定理.
【专题】计算题.
【分析】(I)利用正弦定理把题设等式中的边转化成角的正弦,化简整理求得 $\sin \mathrm{C}=-\cos \mathrm{A}$ 。进而求得 C 和 A 的值。
(II)由余弦定理求得 b 的表达式,根据基本不等式求得 $\cos \mathrm{B}$ 的范围,进而求得 $\sin \mathrm{B}$ 的大值。
【解答】解:(I )由题设及正弦定理,有 $\sin ^{2} \mathrm{~A}+\sin ^{2} \mathrm{C}=2 \sin ^{2} \mathrm{~B}=1$ .
故 $\sin ^{2} \mathrm{C}=\cos ^{2} \mathrm{~A}$ .因为 A 为钝角,所以 $\sin \mathrm{C}=-\cos \mathrm{A}$ .
由 $\cos A=\cos \left(\pi-\frac{\pi}{4}-C\right)$ ,可得 $\sin C=\sin \left(\frac{\pi}{4}-C\right)$ ,得 $C=\frac{\pi}{8}, \quad A=\frac{5 \pi}{8}$ .
(II)由余弦定理及条件 $\mathrm{b}^{2}=\frac{1}{2}\left(\mathrm{a}^{2}+\mathrm{c}^{2}\right)$ ,有 $\cos \mathrm{B}=\frac{\mathrm{a}^{2}+\mathrm{c}^{2}-\mathrm{b}^{2}}{4 \mathrm{ac}}$ ,
因 $\mathrm{a}^{2}+\mathrm{c}^{2} \geq 2 \mathrm{ac}$,
所以 $\cos \mathrm{B} \geqslant \frac{1}{2}$ .
故 $\sin \mathrm{B} \leqslant \frac{\sqrt{3}}{2}$ ,
当 $\mathrm{a}=\mathrm{c}$ 时,等号成立。从而, $\sin \mathrm{B}$ 的最大值为 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ .
【点评】本题主要考查了正弦定理和余弦定理的应用.考查了三角函数与不等式基础知识的结合。

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