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2025 年北京预赛
半角恒等条件下的外接圆半径
F3填空题三角函数综合
在 △ABC 中,
(sinA+sinB)sin2A−B=2cos2Ccos2Acos2B−C.
已知 BC=2,则 △ABC 的外接圆半径为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
思路
条件最终只限制角 A,再用正弦定理求外接圆半径。
解答
因为
sinA+sinB=2cos2Ccos2A−B,
且 cos(C/2)>0,原等式约去 cos(C/2) 后化为
sin(A−B)=2cos2Acos2B−C=sinB+sinC.
利用 A+B+C=π,有
sin(A−B)−sinC=sin(2B+C)−sinC=2cos(B+C)sinB=−2cosAsinB.
因此 −2cosAsinB=sinB。由于 sinB>0,可得
cosA=−21,A=32π.
由正弦定理 BC=2RsinA,所以
R=2sin(2π/3)2=32.
复核
三角形内角保证所有约去的余弦、正弦因子均非零;A=120∘ 时原三角恒等条件可反向验证。
方法总结
含半角和差的三角形条件,先使用和差化积,再借 A+B+C=π 将多角关系压缩为一个内角的方程。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
须用半角和差连续整理到sin(A−B)=sinB+sinC,再借内角和提出sinB以锁定A为120度。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:正弦定理与余弦定理
专题卡:三角形里的三角等式:消去一角,写成乘积再分情况、边和角混在一起:用正弦、余弦定理统一成一种