在ΔABC\Delta ABC中,∠B=300,AC=25,D\angle B={{30}^{0}},AC=2\sqrt{5},D是ABAB边上的一点,CD=2CD=2,若∠ACD\angle ACD为锐角, ΔACD\Delta ACD的面积为44,则BC=BC= ___.

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完整解法

1. 利用面积公式求出 $\sin \angle ACD$

由 ΔACD\Delta ACD 的面积为 44,可得 SΔACD=12CD⋅AC⋅sin⁡∠ACD=4S_{\Delta ACD} = \frac{1}{2} CD \cdot AC \cdot \sin \angle ACD = 4.
代入 CD=2CD = 2 和 AC=25AC = 2\sqrt{5} 得:
12×2×25⋅sin⁡∠ACD=4  ⟹  25sin⁡∠ACD=4\frac{1}{2} \times 2 \times 2\sqrt{5} \cdot \sin \angle ACD = 4 \implies 2\sqrt{5} \sin \angle ACD = 4
解得:
sin⁡∠ACD=25\sin \angle ACD = \frac{2}{\sqrt{5}}

2. 利用同角三角函数关系求出 $\cos \angle ACD$

因为 ∠ACD\angle ACD 为锐角,所以 cos⁡∠ACD>0\cos \angle ACD > 0.
利用同角三角函数平方关系:
cos⁡∠ACD=1−sin⁡2∠ACD=1−(25)2=1−45=15\cos \angle ACD = \sqrt{1 - \sin^2 \angle ACD} = \sqrt{1 - \left(\frac{2}{\sqrt{5}}\right)^2} = \sqrt{1 - \frac{4}{5}} = \frac{1}{\sqrt{5}}

3. 在 $\Delta ACD$ 中利用余弦定理求出 $AD$

由余弦定理得:
AD2=CD2+AC2−2⋅CD⋅AC⋅cos⁡∠ACDAD^2 = CD^2 + AC^2 - 2 \cdot CD \cdot AC \cdot \cos \angle ACD
代入已知数值:
AD2=22+(25)2−2×2×25×15=4+20−8=16AD^2 = 2^2 + (2\sqrt{5})^2 - 2 \times 2 \times 2\sqrt{5} \times \frac{1}{\sqrt{5}} = 4 + 20 - 8 = 16
因为 AD>0AD > 0,所以 AD=4AD = 4.

4. 在 $\Delta ACD$ 中利用正弦定理求出 $\sin A$

由正弦定理得:
ADsin⁡∠ACD=CDsin⁡A\frac{AD}{\sin \angle ACD} = \frac{CD}{\sin A}
代入已知数值:
425=2sin⁡A  ⟹  25=2sin⁡A\frac{4}{\frac{2}{\sqrt{5}}} = \frac{2}{\sin A} \implies 2\sqrt{5} = \frac{2}{\sin A}
解得:
sin⁡A=15\sin A = \frac{1}{\sqrt{5}}

5. 在 $\Delta ABC$ 中利用正弦定理求出 $BC$

在 ΔABC\Delta ABC 中,由正弦定理得:
BCsin⁡A=ACsin⁡B\frac{BC}{\sin A} = \frac{AC}{\sin B}
因为 ∠B=30∘\angle B = 30^\circ,所以 sin⁡B=12\sin B = \frac{1}{2}.
代入已知数值可得:
BC=AC⋅sin⁡Asin⁡B=25×1512=212=4BC = \frac{AC \cdot \sin A}{\sin B} = \frac{2\sqrt{5} \times \frac{1}{\sqrt{5}}}{\frac{1}{2}} = \frac{2}{\frac{1}{2}} = 4

答案

4

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