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2012 年辽宁预赛 · 第 5 题
F2选择题三角函数综合
在 △ABC 中,设 BC=a, AC=b, AB=c。则等式
sin22A+sin22B+sin22C=cos22B
成立的充分必要条件是( )。
(A) ca=b2 (B) a+b=2c
(C) b+c=2a (D) c+a=2b
解析
思路
先将半角平方改成整角余弦,借内角和把两项余弦和压成半角乘积;最后用正弦定理恢复边关系。
解答
原等式等价于 cosA+2cosB+cosC=2。记 s=sin(B/2)>0,D=(A−C)/2,则 cosA+cosC=2scosD、2cosB=2−4s2。于是原式等价于 cosD=2s。由正弦定理,ba+c=sinBsinA+sinC=scosD,因此等价于 a+c=2b,选 D。
复核
全部所除半角正弦、余弦均严格正,变形在非退化三角形中可逆,所以给出的是充要条件。等边三角形也满足此条件,可检等式;A、B、C 三项与本题所指定边的中项位置不同,不能替换。
方法总结
半角平方条件可转成整角和差,再由正弦定理把半角比例精确对应到边的线性关系。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
半角平方转整角余弦和,再以和差化积与正弦定理证明边中项条件的充要性。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:三角恒等变形、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