在钝角三角形ABCABC中,CC为钝角,AA为最小角,且2B=A+C.2B=A+C.设最大边长与最小边长的比值为mm,则mm的取值范围是(    )(\:\:\:\:)
A. (1,2)(1 , 2)
B. (2,+∞)(2 , +∞)
C. [3,+∞)[3 , +∞)
D. (3,+∞)(3 , +∞)

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完整解法

1. 确定三角形内角 $B$ 的度数及 $A$ 与 $C$ 的数量关系

在 △ABC\triangle ABC 中,因为 A+B+C=180∘A+B+C = 180^\circ,且已知 2B=A+C2B = A+C,
将 A+C=2BA+C = 2B 代入内角和公式得:
2B+B=180∘  ⟹  3B=180∘  ⟹  B=60∘2B + B = 180^\circ \implies 3B = 180^\circ \implies B = 60^\circ
进而有 A+C=120∘A+C = 120^\circ。

2. 确定最小角 $A$ 的取值范围

因为 △ABC\triangle ABC 为钝角三角形且 CC 为钝角,所以 C>90∘C > 90^\circ。
又因为 A+C=120∘A+C = 120^\circ,所以 A=120∘−CA = 120^\circ - C。
结合 C>90∘C > 90^\circ 且 A>0∘A > 0^\circ,可得:
0∘<A<30∘0^\circ < A < 30^\circ

3. 用正弦定理将边长比值 $m$ 转化为角 $A$ 的三角函数式

由于 A<B=60∘<CA < B = 60^\circ < C,可知 AA 为最小角,CC 为最大角。
因此最小边为 aa,最大边为 cc。
由正弦定理 asin⁡A=csin⁡C\dfrac{a}{\sin A} = \dfrac{c}{\sin C} 可得,最大边长与最小边长的比值 mm 为:
m=ca=sin⁡Csin⁡Am = \dfrac{c}{a} = \dfrac{\sin C}{\sin A}

4. 化简三角函数式并求解 $m$ 的取值范围

将 C=120∘−AC = 120^\circ - A 代入比值式中,利用两角和与差的正弦公式化简:
m=sin⁡(120∘−A)sin⁡A=sin⁡120∘cos⁡A−cos⁡120∘sin⁡Asin⁡Am = \dfrac{\sin(120^\circ - A)}{\sin A} = \dfrac{\sin 120^\circ \cos A - \cos 120^\circ \sin A}{\sin A}
m=32cos⁡A+12sin⁡Asin⁡A=32cot⁡A+12m = \dfrac{\frac{\sqrt{3}}{2} \cos A + \frac{1}{2} \sin A}{\sin A} = \frac{\sqrt{3}}{2} \cot A + \frac{1}{2}
因为 A∈(0∘,30∘)A \in (0^\circ, 30^\circ),所以 cot⁡A∈(3,+∞)\cot A \in (\sqrt{3}, +\infty)。
由此可得:
m>32⋅3+12=2m > \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot \sqrt{3} + \frac{1}{2} = 2
因此 mm 的取值范围是 (2,+∞)(2, +\infty)。
对照选项,B 正确。

答案

B

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