在△ABC\triangle ABC中,SS为△ABC\triangle ABC的面积,且S=12(b2+c2−a2)S= \dfrac {1}{2}(b^{2}+c^{2}-a^{2}),则tan⁡B+tan⁡C−2tan⁡Btan⁡C=()\tan B+\tan C-2\tan B\tan C=()
A. 11
B. −1-1
C. 22
D. −2-2

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完整解法

1. 通过三角形面积公式和余弦定理求出 $\tan A$ 的值

在 △ABC\triangle ABC 中,面积公式为 S=12bcsin⁡AS = \dfrac{1}{2}bc\sin A。
根据余弦定理,有 b2+c2−a2=2bccos⁡Ab^2 + c^2 - a^2 = 2bc\cos A。
将这两个式子代入已知条件 S=12(b2+c2−a2)S = \dfrac{1}{2}(b^2 + c^2 - a^2) 中,得:
12bcsin⁡A=12⋅2bccos⁡A\dfrac{1}{2}bc\sin A = \dfrac{1}{2} \cdot 2bc\cos A
简化得:
12bcsin⁡A=bccos⁡A\dfrac{1}{2}bc\sin A = bc\cos A
因为 b,c>0b, c > 0,所以 bc≠0bc \neq 0,两边同除以 bcbc 得:
12sin⁡A=cos⁡A\dfrac{1}{2}\sin A = \cos A
由于 cos⁡A≠0\cos A \neq 0(若 cos⁡A=0\cos A = 0,则 sin⁡A=0\sin A = 0,不满足 sin⁡2A+cos⁡2A=1\sin^2 A + \cos^2 A = 1),两边同除以 cos⁡A\cos A 得:
tan⁡A=2\tan A = 2

2. 利用三角形内角和与两角和的正切公式计算目标代数式的值

在 △ABC\triangle ABC 中,由内角和定理可知 A+B+C=180∘A + B + C = 180^\circ,所以 B+C=180∘−AB + C = 180^\circ - A。
从而有:
tan⁡(B+C)=tan⁡(180∘−A)=−tan⁡A=−2\tan(B+C) = \tan(180^\circ - A) = -\tan A = -2
根据两角和的正切公式,有:
tan⁡(B+C)=tan⁡B+tan⁡C1−tan⁡Btan⁡C\tan(B+C) = \dfrac{\tan B + \tan C}{1 - \tan B\tan C}
将 tan⁡(B+C)=−2\tan(B+C) = -2 代入,得:
tan⁡B+tan⁡C1−tan⁡Btan⁡C=−2\dfrac{\tan B + \tan C}{1 - \tan B\tan C} = -2
去分母得:
tan⁡B+tan⁡C=−2(1−tan⁡Btan⁡C)\tan B + \tan C = -2(1 - \tan B\tan C)
展开并整理:
tan⁡B+tan⁡C=−2+2tan⁡Btan⁡C\tan B + \tan C = -2 + 2\tan B\tan C
将含有正切乘积的项移到等号左边:
tan⁡B+tan⁡C−2tan⁡Btan⁡C=−2\tan B + \tan C - 2\tan B\tan C = -2
故选 D。

答案

D

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