16.(14分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知asinB=sqrt(3)bcosA,c-2b=1,a=sqrt(7).(1)求A的值;(2)求c的值;(3)求sin(A+2B)的值.
题目解答
答案
解析
一、求角$A$的值
核心知识:正弦定理、三角恒等变换
已知$a\sin B=\sqrt{3}b\cos A$,根据正弦定理$\frac{a}{\sin A}=\frac{b}{\sin B}$,得$a\sin B=b\sin A$。代入原式:
$b\sin A=\sqrt{3}b\cos A$
因$b\neq0$,消去$b$得$\sin A=\sqrt{3}\cos A$,即$\tan A=\sqrt{3}$。
在$(0,\pi)$中,$A=\frac{\pi}{3}$。
二、求边$c$的值
核心知识:余弦定理、代数方程求解
已知$a=\sqrt{7}$,$A=\frac{\pi}{3}$,由余弦定理$a^2=b^2+c^2-2bc\cos A$:
$7=b^2+c^2-bc$
又$c-2b=1$,即$c=2b+1$,代入上式:
$7=b^2+(2b+1)^2-b(2b+1)$
展开化简:
$7=3b^2+3b+1\implies3b^2+3b-6=0\implies b^2+b-2=0$
解得$b=1$($b=-2$舍去),则$c=2\times1+1=3$。
三、求$\sin(A+2B)$的值
核心知识:正弦定理、二倍角公式、两角和的正弦公式
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求$\sin B$和$\cos B$:
由正弦定理$\frac{a}{\sin A}=\frac{b}{\sin B}$:
$\frac{\sqrt{7}}{\frac{\sqrt{3}}{2}}=\frac{1}{\sin B}\implies\sin B=\frac{\sqrt{3}}{2\sqrt{7}}=\frac{\sqrt{21}}{14}$
由$\cos^2B=1-\sin^2B$,$B$为锐角($\cos B>0$):
$\cos B=\sqrt{1-\left(\frac{\sqrt{21}}{14}\right)^2}=\frac{5\sqrt{7}}{14}$ -
求$\sin2B$和$\cos2B$:
$\sin2B=2\sin B\cos B=2\times\frac{\sqrt{21}}{14}\times\frac{5\sqrt{7}}{14}=\frac{5\sqrt{3}}{14}$
$\cos2B=\cos^2B-\sin^2B=\left(\frac{5\sqrt{7}}{14}\right)^2-\left(\frac{\sqrt{21}}{14}\right)^2=\frac{11}{14}$ -
求$\sin(A+2B)$:
$\sin(A+2B)=\sin A\cos2B+\cos A\sin2B=\frac{\sqrt{3}}{2}\times\frac{11}{14}+\frac{1}{2}\times\frac{5\sqrt{3}}{14}=\frac{4\sqrt{3}}{7}$