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2010 年中科大少年班初试 · 第 5 题
F3选择题三角函数综合
在△ABC中,三边长a,b,c满足a+c=3b,则tan(A/2)tan(C/2)的值为( )。
A. 1/5 B. 1/4 C. 1/2 D. 2/3
解析
思路
边和条件用正弦定理转成半和半差比例,再用半角正切积的和差形式直接计算目标。
解答
记 D=(A−C)/2。由 a+c=3b 和正弦定理,2cos(B/2)cosD=6sin(B/2)cos(B/2),故 cosD=3sin(B/2)。于是 tan(A/2)tan(C/2)=cosD+cos((A+C)/2)cosD−cos((A+C)/2)=3sin(B/2)+sin(B/2)3sin(B/2)−sin(B/2)=1/2,选 C。
复核
半角余弦、正弦均正,和差化积及最后约分没有零因子。可取 A=C、B=2arcsin(1/3) 构成合法三角形,确实现边和条件与这个正切积;其余三选项不符。
方法总结
边和条件往往对应半差余弦与剩余半角正弦的比例,半角正切积可直接以该比例求出。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
须独立将边长约束转成半角的和差余弦关系,再选正切积恒等式。
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、正切和半角代换
专题卡:边和角混在一起:用正弦、余弦定理统一成一种、含正切的分式和半角:用和角公式合并,或设半角正切化成有理式