(本小题满分 12 分) 在 A B C 中,内角 A,…——2014 高考数学第 17 题答案解析

2014_退役省自主命题 (2014·理)

2014 全国 第 17 题 解答题 区分题
2014_退役省自主命题 (2014·理)

17.(本小题满分 12 分)
在 $\triangle A B C$ 中,内角 $A, B, C$ 的对边 $a, b, c$,且 $a>c$,已知 $\overrightarrow{B A} \bullet \overrightarrow{B C}=2, \cos B=\frac{1}{3}, b=3$,求:
①$a$ 和 $c$ 的值;
② $\cos (B-C)$ 的值.

参考答案(1) $a=3, c=2$; (2) $\frac{23}{27}$. 【解析.】 试题分析:( I )由 $\overrightarrow{B A} \cdot \overrightarrow{B C}=2$ 和 $\cos B=\frac{1}{3}$,得 $a c=6$.由余弦定理,得 $a^{2}+c^{2}=13$. 解 $\left\{\begin{array}{l}a c=6 \\ a^{2}+c^{2}=13\end{array}\right.$,即可求出 $\mathrm{a}, c$;(II)在 $\triangle A B C$ 中,利用同角基本关系得 $\sin B=\frac{2 \sqrt{2}}{3}$. 由正弦定理,得 $\sin C=\frac{c}{b} \sin B=\frac{4 \sqrt{2}}{9}$,又因为 $a=b>c$,所以 $C$ 为锐角,因此 $\cos C=\sqrt{1-\sin ^{2} C}=\frac{7}{9}$,利用 $\cos (B-C)=\cos B \cos C+\sin B \sin C$,即可求出结果. 试题解析:(I)由 $\overline{B A} \cdot \overline{B C}=2$ 得,$c \cdot a \cos B=2$,又 $\cos B=\frac{1}{3}$,所以 $a c=6$. 由余弦定理,得 $a^{2}+c^{2}=b^{2}+2 a c \cos B$. 又 $b=3$,所以 $a^{2}+c^{2}=9+2 \times 2=13$. 解 $\left\{\begin{array}{l}a c=6 \\ a^{2}+c^{2}=13\end{array}\right.$,得 $a=2, c=3$ 或 $a=3, c=2$. 因为 $a>c, \therefore a=3, c=2$. (II)在 $\triangle A B C$ 中, $\sin B=\sqrt{1-\cos ^{2} B}=\sqrt{1-\left(\frac{1}{3}\right)^{2}}=\frac{2 \sqrt{2}}{3}$. 由正弦定理,得 $\sin C=\frac{c}{b} \sin B=\frac{2}{3} \frac{2 \sqrt{2}}{3}=\frac{4 \sqrt{2}}{9}$,乙因为 $a=b>c$,所以 $C$ 为锐角,因此 $\cos C=\sqrt{1-\sin ^{2} C}=\sqrt{1-\left(\frac{4 \sqrt{2}}{9}\right)^{2}}=\frac{7}{9}$. 于是 $\cos (B-C)=\cos B \cos C+\sin B \sin C=\frac{1}{3} \cdot \frac{7}{9}+\frac{2 \sqrt{2}}{3} \cdot \frac{4 \sqrt{2}}{9}=\frac{23}{27}$. 考点:1.解三角形;2.三角恒等变换.

完整解析 · 逐步详解

【答案】
①$a=3, c=2$;②$\frac{23}{27}$.
【解析.】
试题分析:( I )由 $\overrightarrow{B A} \cdot \overrightarrow{B C}=2$ 和 $\cos B=\frac{1}{3}$,得 $a c=6$.由余弦定理,得 $a^{2}+c^{2}=13$.

解 $\left\{\begin{array}{l}a c=6 \\ a^{2}+c^{2}=13\end{array}\right.$,即可求出 $\mathrm{a}, c$;(II)在 $\triangle A B C$ 中,利用同角基本关系得 $\sin B=\frac{2 \sqrt{2}}{3}$.
由正弦定理,得 $\sin C=\frac{c}{b} \sin B=\frac{4 \sqrt{2}}{9}$,又因为 $a=b>c$,所以 $C$ 为锐角,因此
$\cos C=\sqrt{1-\sin ^{2} C}=\frac{7}{9}$,利用 $\cos (B-C)=\cos B \cos C+\sin B \sin C$,即可求出结果.
试题解析:(I)由 $\overline{B A} \cdot \overline{B C}=2$ 得,$c \cdot a \cos B=2$,又 $\cos B=\frac{1}{3}$,所以 $a c=6$.
由余弦定理,得 $a^{2}+c^{2}=b^{2}+2 a c \cos B$.
又 $b=3$,所以 $a^{2}+c^{2}=9+2 \times 2=13$.
解 $\left\{\begin{array}{l}a c=6 \\ a^{2}+c^{2}=13\end{array}\right.$,得 $a=2, c=3$ 或 $a=3, c=2$.
因为 $a>c, \therefore a=3, c=2$.
(II)在 $\triangle A B C$ 中, $\sin B=\sqrt{1-\cos ^{2} B}=\sqrt{1-\left(\frac{1}{3}\right)^{2}}=\frac{2 \sqrt{2}}{3}$.
由正弦定理,得 $\sin C=\frac{c}{b} \sin B=\frac{2}{3} \frac{2 \sqrt{2}}{3}=\frac{4 \sqrt{2}}{9}$,乙因为 $a=b>c$,所以 $C$ 为锐角,因此
$\cos C=\sqrt{1-\sin ^{2} C}=\sqrt{1-\left(\frac{4 \sqrt{2}}{9}\right)^{2}}=\frac{7}{9}$.
于是 $\cos (B-C)=\cos B \cos C+\sin B \sin C=\frac{1}{3} \cdot \frac{7}{9}+\frac{2 \sqrt{2}}{3} \cdot \frac{4 \sqrt{2}}{9}=\frac{23}{27}$.
考点:1.解三角形;2.三角恒等变换.

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