已知△ABC\triangle ABC的内角AA,BB,CC的对边分别为aa,bb,cc,满足bcos⁡A+acos⁡B=2ccos⁡Bb\cos A+a\cos B=2c\cos B,b=23b=2\sqrt{3},则△ABC\triangle ABC外接圆的面积为___.

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完整解法

1. 将已知边角关系式转化为纯角关系式

在 △ABC\triangle ABC 中,由正弦定理 asin⁡A=bsin⁡B=csin⁡C=2R\dfrac{a}{\sin A} = \dfrac{b}{\sin B} = \dfrac{c}{\sin C} = 2R(其中 RR 为外接圆半径),
将已知条件 bcos⁡A+acos⁡B=2ccos⁡Bb\cos A + a\cos B = 2c\cos B 中的边化为角,
可得:sin⁡Bcos⁡A+sin⁡Acos⁡B=2sin⁡Ccos⁡B\sin B\cos A + \sin A\cos B = 2\sin C\cos B.

2. 利用三角恒等变换求出角 $B$ 的大小

利用两角和的正弦公式,左边可化简为:
sin⁡(A+B)=2sin⁡Ccos⁡B\sin(A+B) = 2\sin C\cos B.
因为 A+B+C=πA+B+C = \pi,所以 A+B=π−CA+B = \pi - C,
故 sin⁡(A+B)=sin⁡(π−C)=sin⁡C\sin(A+B) = \sin(\pi - C) = \sin C,
所以 sin⁡C=2sin⁡Ccos⁡B\sin C = 2\sin C\cos B.
在 △ABC\triangle ABC 中,sin⁡C≠0\sin C \neq 0,
两边同除以 sin⁡C\sin C 得:cos⁡B=12\cos B = \dfrac{1}{2}.
又因为 B∈(0,π)B \in (0, \pi),
所以 B=π3B = \dfrac{\pi}{3}.

3. 利用正弦定理求外接圆的半径 $R$

由正弦定理可知 2R=bsin⁡B2R = \dfrac{b}{\sin B},
已知 b=23b = 2\sqrt{3},且 B=π3B = \dfrac{\pi}{3},
代入可得:2R=23sin⁡π3=2332=42R = \dfrac{2\sqrt{3}}{\sin\dfrac{\pi}{3}} = \dfrac{2\sqrt{3}}{\dfrac{\sqrt{3}}{2}} = 4,
解得外接圆半径 R=2R = 2.

4. 计算外接圆的面积

外接圆的面积为:
S=πR2=π×22=4πS = \pi R^2 = \pi \times 2^2 = 4\pi.

答案

4\pi

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