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2020 年全国高中数学联赛一试(A 卷) · 第 5 题
F2填空题三角函数综合
在 △ABC 中,AB=6,BC=4,边 AC 上的中线长为 10,求 sin6(A/2)+cos6(A/2)。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:211/256
解析
思路
用中线关系求第三边,然后把半角六次和化为cosA的平方。
解答
中线定理给 4⋅10+AC2=2(62+42),所以 AC=8。余弦定理得 cosA=(62+82−42)/(2⋅6⋅8)=7/8。令 u=sin2(A/2),v=cos2(A/2),则 u+v=1,uv=sin2A/4。目标 u3+v3=1−3uv=1/4+3cos2A/4=211/256。
复核
边长4、6、8满足三角不等式,AC取正根;中线在AC上指B到AC中点,不能把中线误作高。
方法总结
先恢复三边,再将高次三角式转成低次对称和。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
用中线关系求第三边,然后把半角六次和化为cosA的平方。
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、三角恒等变形
专题卡:边和角混在一起:用正弦、余弦定理统一成一种、三角式化成一个变量:用平方关系,再配方或作差