17.在 $\triangle A B C$ 中,已知 $\cos B=\frac{3}{4}, \cos ^{2}(A+C)+\sin A \sin C=1$ .
(1) 证明:$\triangle A B C$ 为钝角三角形;
(2) 若 $\triangle A B C$ 面积为 $\frac{\sqrt{7}}{4}$ ,求 $\triangle A B C$ 周长.
钝角三角形;周长 $3+\sqrt{2}$
2026_新课标 II 卷
17.在 $\triangle A B C$ 中,已知 $\cos B=\frac{3}{4}, \cos ^{2}(A+C)+\sin A \sin C=1$ .
(1) 证明:$\triangle A B C$ 为钝角三角形;
(2) 若 $\triangle A B C$ 面积为 $\frac{\sqrt{7}}{4}$ ,求 $\triangle A B C$ 周长.
钝角三角形;周长 $3+\sqrt{2}$
用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。
【解析】
(1)因为 $A+C=\pi-B$ ,所以
$$ \cos (A+C)=-\cos B=-\frac{3}{4} $$
由 $\cos ^{2}(A+C)+\sin A \sin C=1$ ,得
$$ \sin A \sin C=1-\frac{9}{16}=\frac{7}{16} . $$
又 $\cos (A+C)=\cos A \cos C-\sin A \sin C$ ,
$$ \cos A \cos C=-\frac{3}{4}+\frac{7}{16}=-\frac{5}{16} . $$
所以 $\cos A \cos C<0$ ,而 $\cos B>0$ ,故 $A, C$ 中有一个为钝角,$\triangle A B C$ 为钝角三角形.
(2)设内角 $A, B, C$ 的对边分别为 $a, b, c$ ,面积为 $S$ 。
$$ \sin B=\sqrt{1-\frac{9}{16}}=\frac{\sqrt{7}}{4}, $$
$S=\frac{1}{2} a c \sin B=\frac{1}{2} a c \cdot \frac{\sqrt{7}}{4}=\frac{\sqrt{7}}{4}$ ,所以 $a c=2$ 。
由(1)知 $\sin A \sin C=\frac{7}{16}$ .设 $\triangle A B C$ 的外接圆半径为 $R$ ,由正弦定理得 $a c=$ $4 R^{2} \sin A \sin C=4 R^{2} \cdot \frac{7}{16}=\frac{7 R^{2}}{4}=2$ ,
所以 $R^{2}=\frac{8}{7}$ ,从而
$$ b=2 R \sin B=2 \sqrt{\frac{8}{7}} \cdot \frac{\sqrt{7}}{4}=\sqrt{2} . $$
由余弦定理 $b^{2}=a^{2}+c^{2}-2 a c \cos B$ ,得
$$ a^{2}+c^{2}=b^{2}+2 a c \cos B=2+3=5 . $$
$(a+c)^{2}=a^{2}+c^{2}+2 a c=5+4=9$ ,所以 $a+c=3$ 。
故 $\triangle A B C$ 的周长为 $a+b+c=3+\sqrt{2}$ .