在△ABC\triangle ABC中,aa,bb,cc分别是角AA,BB,CC的对边,已知3b−2ac=2cos⁡A−3cos⁡Bcos⁡C \dfrac {3b-2a}{c} = \dfrac {2\cos A-3\cos B}{\cos C}. ((Ⅰ))求sin⁡Asin⁡B \dfrac {\sin A}{\sin B}的值; ((Ⅱ))若cos⁡C=−14\cos C=- \dfrac {1}{4},c=8c=8,求△ABC\triangle ABC的面积.

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完整解法

(Ⅰ)

1. 由正弦定理将已知等式中的边转化为角的正弦式

由正弦定理 asin⁡A=bsin⁡B=csin⁡C\dfrac{a}{\sin A} = \dfrac{b}{\sin B} = \dfrac{c}{\sin C},已知等式 3b−2ac=2cos⁡A−3cos⁡Bcos⁡C\dfrac {3b-2a}{c} = \dfrac {2\cos A-3\cos B}{\cos C} 可化为:
3sin⁡B−2sin⁡Asin⁡C=2cos⁡A−3cos⁡Bcos⁡C\dfrac{3\sin B - 2\sin A}{\sin C} = \dfrac{2\cos A - 3\cos B}{\cos C}

2. 去分母并展开整理等式

对等式进行交叉相乘去分母,得:
(3sin⁡B−2sin⁡A)cos⁡C=(2cos⁡A−3cos⁡B)sin⁡C(3\sin B - 2\sin A)\cos C = (2\cos A - 3\cos B)\sin C
展开得:
3sin⁡Bcos⁡C−2sin⁡Acos⁡C=2cos⁡Asin⁡C−3cos⁡Bsin⁡C3\sin B \cos C - 2\sin A \cos C = 2\cos A \sin C - 3\cos B \sin C
移项整理得:
3(sin⁡Bcos⁡C+cos⁡Bsin⁡C)=2(sin⁡Acos⁡C+cos⁡Asin⁡C)3(\sin B \cos C + \cos B \sin C) = 2(\sin A \cos C + \cos A \sin C)

3. 应用两角和的正弦公式及内角和性质化简

利用两角和的正弦公式将上式化为:
3sin⁡(B+C)=2sin⁡(A+C)3\sin(B+C) = 2\sin(A+C)
因为在 △ABC\triangle ABC 中,A+B+C=πA+B+C = \pi,所以 sin⁡(B+C)=sin⁡A\sin(B+C) = \sin A,sin⁡(A+C)=sin⁡B\sin(A+C) = \sin B,
代入可得:
3sin⁡A=2sin⁡B3\sin A = 2\sin B

4. 计算得到比例值

由 3sin⁡A=2sin⁡B3\sin A = 2\sin B 变形得:
sin⁡Asin⁡B=23\dfrac{\sin A}{\sin B} = \dfrac{2}{3}

答案

sin⁡Asin⁡B=23\dfrac{\sin A}{\sin B} = \dfrac{2}{3}

(Ⅱ)

1. 利用第(Ⅰ)问的结论建立边长比例关系

由第(Ⅰ)问结果,sin⁡Asin⁡B=23\dfrac{\sin A}{\sin B} = \dfrac{2}{3}
根据正弦定理,边长之比等于其对应角的正弦值之比,得:
ab=sin⁡Asin⁡B=23\dfrac{a}{b} = \dfrac{\sin A}{\sin B} = \dfrac{2}{3}
所以 a=23ba = \dfrac{2}{3}b

2. 应用余弦定理列方程求出边长

在 △ABC\triangle ABC 中,已知 c=8c=8,cos⁡C=−14\cos C = -\dfrac{1}{4}
由余弦定理 c2=a2+b2−2abcos⁡Cc^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos C,代入得:

ight)$$ 整理得: $$64 = \dfrac{4}{9}b^2 + b^2 + \dfrac{1}{3}b^2$$ $$64 = \dfrac{16}{9}b^2 \implies b^2 = 36$$ 因为 $$b > 0$$,所以 $$b = 6$$,由此得 $$a = \dfrac{2}{3} \times 6 = 4$$

3. 求出角 C 的正弦值

因为 C∈(0,π)C \in (0, \pi),且 cos⁡C=−14\cos C = -\dfrac{1}{4}
所以 \sin C = \sqrt{1 - \cos^2 C} = \sqrt{1 - \left(-\dfrac{1}{4} ight)^2} = \dfrac{\sqrt{15}}{4}

4. 计算三角形的面积

由三角形的面积公式得:
S△ABC=12absin⁡CS_{\triangle ABC} = \dfrac{1}{2}ab\sin C
代入 a=4a=4,b=6b=6,sin⁡C=154\sin C = \dfrac{\sqrt{15}}{4},得:
S△ABC=12×4×6×154=315S_{\triangle ABC} = \dfrac{1}{2} \times 4 \times 6 \times \dfrac{\sqrt{15}}{4} = 3\sqrt{15}

答案

S△ABC=315S_{\triangle ABC} = 3\sqrt{15}

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