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已知三角形ABC满足(cosA+2cosC)/(cosA+2cosB)=sinB/sinC,试判断三角形ABC的形状

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/08/19 20:11:50
已知三角形ABC满足(cosA+2cosC)/(cosA+2cosB)=sinB/sinC,试判断三角形ABC的形状
已知三角形ABC满足(cosA+2cosC)/(cosA+2cosB)=sinB/sinC,试判断三角形ABC的形状
方法一:
∵(cosA+2cosC)/(cosA+2cosB)=sinB/sinC,
∴cosAsinC+2cosCsinC=cosAsinB+2cosBsinB
∴cosA(sinC-sinB)=sin2B-sin2C=2sin(B-C)cos(B+C)=-2sin(B-C)cosA
一、当cosA=0时,A=90°,此时三角形是直角三角形.
二、当cosA≠0时,两边同除以cosA,得:sinB-sinC=2sin(B-C)
∴2sin[(B-C)/2]cos[(B+C)/2]=4sin[(B-C)/2]cos[(B-C)/2]
∴2sin[(B-C)/2]{cos[(B+C)/2]-2cos[(B-C)/2]}=0
∴sin[(B-C)/2]=0,或cos[(B+C)/2]-2cos[(B-C)/2]=0.
1、由sin[(B-C)/2]=0,得:B=C.
2、由cos[(B+C)/2]-2cos[(B-C)/2]=0,得:
-3sin(B/2)sin(C/2)-cos(B/2)cos(C/2)=0.
显然,B/2、C/2都是锐角,∴sin(B/2)>0,sin(C/2)>0,cos(B/2)>0,cos(C/2)>0
∴-3sin(B/2)sin(C/2)-cos(B/2)cos(C/2)=0是不可能的.
综合1、2所述,得:B=C,∴此时三角形是等腰三角形.
由一、二所述,得:满足条件的三角形是直角三角形或等腰三角形.
方法二:
∵(cosA+2cosC)/(cosA+2cosB)=sinB/sinC,
∴cosAsinC+2cosCsinC=cosAsinB+2cosBsinB
由余弦定理、正弦定理,容易得到:
[(b^2+c^2-a^2)/(2bc)]c+2[(a^2+b^2-c^2)/(2ab)]c
=[(b^2+c^2-a^2)/(2bc)]b+2[(a^2+c^2-b^2)/(2ac)]b
去分母,得:
ac(b^2+c^2-a^2)+2c^2(a^2+b^2-c^2)
=ab(b^2+c^2-a^2)+2b^2(a^2+c^2-b^2)
∴ac(b^2+c^2-a^2)+2c^2(a^2-b^2-c^2)+4b^2c^2
=ab(b^2+c^2-a^2)+2b^2(a^2-c^2-b^2)+4b^2c^2
∴(b^2+c^2-a^2)(ac-2c^2-ab+2b^2)=0
∴b^2+c^2-a^2=0,或ac-2c^2-ab+2b^2=0.
一、由b^2+c^2-a^2=0,得:此时的三角形是直角三角形.[勾股定理的逆定理]
二、由ac-2c^2-ab+2b^2=0,得:(ac-ab)+2(c^2-b^2)=0,
∴a(c-b)+2(c+b)(c-b)=0,∴(c-b)(a+2c+2b)=0.
显然,a+2c+2b>0,∴c-b=0,得:c=b,∴此时的三角形是等腰三角形.
综合一、二,得满足条件的三角形是直角三角形或等腰三角形.