△ABC\triangle ABC中,sin⁡Acos⁡A+sin⁡Bcos⁡B=2sin⁡Ccos⁡A \dfrac {\sin A}{\cos A}+ \dfrac {\sin B}{\cos B}= \sqrt {2} \dfrac {\sin C}{\cos A}. (1)求角BB的大小; (2)若sin⁡Asin⁡C+sin⁡Csin⁡A=2 \dfrac {\sin A}{\sin C}+ \dfrac {\sin C}{\sin A}=2,求b2ac \dfrac {b^{2}}{ac}的值.

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完整解法

(1)

1. 通分并化简等式左边的三角函数式

将等式左边通分,得:
sin⁡Acos⁡A+sin⁡Bcos⁡B=sin⁡Acos⁡B+cos⁡Asin⁡Bcos⁡Acos⁡B=sin⁡(A+B)cos⁡Acos⁡B\frac{\sin A}{\cos A}+ \frac{\sin B}{\cos B} = \frac{\sin A\cos B+ \cos A\sin B}{\cos A\cos B} = \frac{\sin (A+B)}{\cos A\cos B}

2. 利用三角形内角和与诱导公式化简等式,求出 $$\cos B$$

在 △ABC\triangle ABC 中,A+B=π−CA+B = \pi - C,所以 sin⁡(A+B)=sin⁡C\sin(A+B) = \sin C.
代入原方程得:
sin⁡Ccos⁡Acos⁡B=2sin⁡Ccos⁡A\frac{\sin C}{\cos A\cos B} = \sqrt{2} \frac{\sin C}{\cos A}
因为 CC 是三角形的内角,所以 sin⁡C≠0\sin C \neq 0,且由原式定义可知分母 cos⁡A≠0\cos A \neq 0,
等式两边同除以 sin⁡Ccos⁡A\frac{\sin C}{\cos A},得:
cos⁡B=22\cos B = \frac{\sqrt{2}}{2}

3. 由余弦值确定角 $$B$$ 的大小

因为 B∈(0,π)B \in (0,\pi),且 cos⁡B=22\cos B = \frac{\sqrt{2}}{2}
所以 B=π4B = \frac{\pi}{4}

答案

B=π4B = \frac{\pi}{4}

(2)

1. 利用正弦定理将角的关系转化为边的关系并求出 $a$ 与 $c$ 的关系

由正弦定理得 sin⁡Asin⁡C=ac\frac{\sin A}{\sin C} = \frac{a}{c},sin⁡Csin⁡A=ca\frac{\sin C}{\sin A} = \frac{c}{a}
代入已知条件中,得:
ac+ca=2  ⟹  a2+c2ac=2\frac{a}{c} + \frac{c}{a} = 2 \implies \frac{a^2+c^2}{ac} = 2
变形为 a2+c2−2ac=0a^2+c^2-2ac = 0
即 (a−c)2=0(a-c)^2 = 0
所以 a=ca = c

2. 利用余弦定理计算目标式的值

由第(1)问知 B=π4B = \frac{\pi}{4}
由余弦定理得:
b2=a2+c2−2accos⁡B=a2+c2−2acb^2 = a^2 + c^2 - 2ac\cos B = a^2 + c^2 - \sqrt{2}ac
因为 a=ca = c,所以:
b2=2a2−2a2=(2−2)a2b^2 = 2a^2 - \sqrt{2}a^2 = (2-\sqrt{2})a^2
同时 ac=a2ac = a^2
所以:
b2ac=(2−2)a2a2=2−2\frac{b^2}{ac} = \frac{(2-\sqrt{2})a^2}{a^2} = 2-\sqrt{2}

答案

2−22 - \sqrt{2}

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