(13分)在 A B C 中, a^ 2 +c^ 2 =b…——2016 高考数学第 15 题答案解析

2016_北京卷 (2016·理)

2016 北京 第 15 题 解答题 区分题
2016_北京卷 (2016·理)

15.(13分)在 $\triangle A B C$ 中,$a^{2}+c^{2}=b^{2}+\sqrt{2} a c$ 。
(I)求 $\angle \mathrm{B}$ 的大小;
(II)求 $\sqrt{2} \cos \mathrm{~A}+\cos \mathrm{C}$ 的最大值.

完整解析 · 逐步详解

【考点】HU:解三角形.
【专题】11:计算题;35:转化思想;4R:转化法;58:解三角形.
【分析】(I)根据已知和余弦定理,可得 $\cos B=\frac{\sqrt{2}}{2}$ ,进而得到答案;
(II)由(I)得: $\mathrm{C}=\frac{3 \pi}{4}-\mathrm{A}$ ,结合正弦型函数的图象和性质,可得 $\sqrt{2} \cos \mathrm{~A}+\cos \mathrm{C}$的最大值.

【解答】解:(I)∵ 在 $\triangle A B C$ 中,$a^{2}+c^{2}=b^{2}+\sqrt{2} a c$ .
$\therefore a^{2}+c^{2}-b^{2}=\sqrt{2} a c$ .
$\therefore \cos \mathrm{B}=\frac{\mathrm{a}^{2}+\mathrm{c}^{2}-\mathrm{b}^{2}}{2 \mathrm{ac}}=\frac{\sqrt{2} \mathrm{ac}}{2 \mathrm{ac}}=\frac{\sqrt{2}}{2}$,
$\therefore B=\frac{\pi}{4}$

(II)由(I)得: $\mathrm{C}=\frac{3 \pi}{4}-\mathrm{A}$ ,
$\therefore \sqrt{2} \cos \mathrm{~A}+\cos \mathrm{C}=\sqrt{2} \cos \mathrm{~A}+\cos \left(\frac{3 \pi}{4}-\mathrm{A}\right)$
$=\sqrt{2} \cos \mathrm{~A}-\frac{\sqrt{2}}{2} \cos \mathrm{~A}+\frac{\sqrt{2}}{2} \sin \mathrm{~A}$
$=\frac{\sqrt{2}}{2} \cos \mathrm{~A}+\frac{\sqrt{2}}{2} \sin \mathrm{~A}$
$=\sin \left(A+\frac{\pi}{4}\right)$ .
$\because A \in\left(0, \frac{3 \pi}{4}\right)$,
$\therefore A+\frac{\pi}{4} \in\left(\frac{\pi}{4}, \pi\right)$,
故当 $A+\frac{\pi}{4}=\frac{\pi}{2}$ 时, $\sin \left(A+\frac{\pi}{4}\right)$ 取最大值 1 ,
即 $\sqrt{2} \cos \mathrm{~A}+\cos \mathrm{C}$ 的最大值为 1 .
【点评】本题考查的知识点是余弦定理,和差角公式,正弦型函数的图象和性质,难度中档。

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