设△ABC\triangle ABC的内角AA、BB、CC的对边分别为aa、bb、cc,已知c=3c=3,且sin⁡(C−π6)⋅cos⁡C=14\sin (C- \dfrac {π}{6})⋅\cos C= \dfrac {1}{4}. (1)求角CC的大小; (2)若向量m→=(1,sin⁡A) \overrightarrow{m}=(1,\sin A)与n→=(2,sin⁡B) \overrightarrow{n}=(2,\sin B)共线,求aa、bb的值.

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

(1)

1. 利用两角差的正弦公式展开已知等式中的乘积项

由已知 sin⁡(C−π6)⋅cos⁡C=14\sin (C- \dfrac {\pi}{6})\cdot\cos C= \dfrac {1}{4},利用两角差的正弦公式展开得:
(sin⁡Ccos⁡π6−cos⁡Csin⁡π6)⋅cos⁡C=14(\sin C\cos \dfrac {\pi}{6}-\cos C\sin \dfrac {\pi}{6})\cdot\cos C = \dfrac{1}{4}
代入 cos⁡π6=32\cos \dfrac{\pi}{6} = \dfrac{\sqrt{3}}{2},sin⁡π6=12\sin \dfrac{\pi}{6} = \dfrac{1}{2} 得:
(32sin⁡C−12cos⁡C)⋅cos⁡C=14(\dfrac{\sqrt{3}}{2}\sin C - \dfrac{1}{2}\cos C)\cdot\cos C = \dfrac{1}{4}
展开得:
32sin⁡Ccos⁡C−12cos⁡2C=14\dfrac{\sqrt{3}}{2}\sin C\cos C - \dfrac{1}{2}\cos^2 C = \dfrac{1}{4}

2. 利用二倍角公式和降幂公式简化表达式

利用二倍角公式 sin⁡2C=2sin⁡Ccos⁡C\sin 2C = 2\sin C\cos C 和降幂公式 cos⁡2C=1+cos⁡2C2\cos^2 C = \dfrac{1+\cos 2C}{2},将上式变形为:
34sin⁡2C−14(1+cos⁡2C)=14\dfrac{\sqrt{3}}{4}\sin 2C - \dfrac{1}{4}(1+\cos 2C) = \dfrac{1}{4}
整理得:
34sin⁡2C−14cos⁡2C=12\dfrac{\sqrt{3}}{4}\sin 2C - \dfrac{1}{4}\cos 2C = \dfrac{1}{2}
两边同乘以 22 得:
32sin⁡2C−12cos⁡2C=1\dfrac{\sqrt{3}}{2}\sin 2C - \dfrac{1}{2}\cos 2C = 1

3. 利用辅助角公式合并为单一正弦函数形式

利用辅助角公式 sin⁡(x−φ)=sin⁡xcos⁡φ−cos⁡xsin⁡φ\sin(x-\varphi) = \sin x\cos\varphi - \cos x\sin\varphi,将上式化简为:
sin⁡(2C−π6)=1\sin (2C - \dfrac{\pi}{6}) = 1

4. 求出角 $C$ 的大小

因为 CC 为 △ABC\triangle ABC 的内角,所以 0<C<π0 < C < \pi,从而 −π6<2C−π6<11π6-\dfrac{\pi}{6} < 2C - \dfrac{\pi}{6} < \dfrac{11\pi}{6}。
由于 sin⁡(2C−π6)=1\sin (2C - \dfrac{\pi}{6}) = 1,在此区间内只有 2C−π6=π22C - \dfrac{\pi}{6} = \dfrac{\pi}{2}。
解得 2C=2π32C = \dfrac{2\pi}{3},即 C=π3C = \dfrac{\pi}{3}。

答案

C=π3C = \dfrac{\pi}{3}

(2)

1. 根据向量共线条件列出三角函数方程

因为向量 m→=(1,sin⁡A)\overrightarrow{m}=(1,\sin A) 与 n→=(2,sin⁡B)\overrightarrow{n}=(2,\sin B) 共线,
根据平面向量共线的坐标表示定理有:
1⋅sin⁡B−2⋅sin⁡A=01 \cdot \sin B - 2 \cdot \sin A = 0
即 sin⁡B=2sin⁡A\sin B = 2\sin A。

2. 应用正弦定理将正弦关系转化为边长关系

由正弦定理 asin⁡A=bsin⁡B\dfrac{a}{\sin A} = \dfrac{b}{\sin B},可将 sin⁡B=2sin⁡A\sin B = 2\sin A 转化为对应的边长关系:
b=2ab = 2a。 ①

3. 结合已知条件和第一问结果利用余弦定理列出方程

由第(1)问可知 C=π3C = \dfrac{\pi}{3},又已知 c=3c = 3。
利用余弦定理 c2=a2+b2−2abcos⁡Cc^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos C 可得:
32=a2+b2−2abcos⁡π33^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos \dfrac{\pi}{3}
即 9=a2+b2−ab9 = a^2 + b^2 - ab。 ②

4. 联立方程组求出 $a$ 和 $b$ 的值

将 ① 式 b=2ab = 2a 代入 ② 式得:
a2+(2a)2−a(2a)=9a^2 + (2a)^2 - a(2a) = 9
整理得 3a2=93a^2 = 9,即 a2=3a^2 = 3。
因为 a>0a > 0,所以 a=3a = \sqrt{3}。
从而 b=2a=23b = 2a = 2\sqrt{3}。
所以 aa 的值为 3\sqrt{3},bb 的值为 232\sqrt{3}。

答案

a=3a = \sqrt{3}, b=23b = 2\sqrt{3}

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1解方程 2cot⁡22x=1−5sin⁡2x2 \cot^2 2x = 1 - \frac{5}{\sin 2x},其中 −180∘≤x≤180∘-180^\circ \le x \le 180^\circ。
  2. 2已知sin⁡(α+π12)=55\sin (α+ \dfrac {π}{12} )= \dfrac { \sqrt {5}}{5},则sin⁡(π3−2α)=(    )\sin ( \dfrac {π}{3} -2α)= (\:\:\:\:) A. 45 \dfrac {4}{5}…
  3. 38.8.设△ABC\triangle ABC的内角AA,BB,CC所对的边分别为aa,bb,cc,若bcos⁡C+ccos⁡B=asin⁡Ab\cos C+c\cos B=a\sin A,则△ABC\triangle ABC的形状为…
  4. 4证明 sin⁡3xsec⁡2x+sin⁡x=tan⁡xsec⁡x\sin^{3} x\sec^{2} x + \sin x = \tan x\sec x。 解方程 sin⁡3xsec⁡2x+sin⁡x=5\sin^{3} x\sec^{2} x + \sin x = 5,其中 0≤x≤360∘0 \le x \le 360^\circ。
  5. 5已知 cos⁡x=−45\cos x = -\frac{4}{5} 且 tan⁡x>0\tan x > 0,求 sin⁡2x\sin 2x, cos⁡x2\cos \frac{x}{2}。