| 2025年高考数学北京-16 |
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2026-10-10 17:46:24 |
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(10分)在△$ABC$中,$\cos A=-\dfrac{1}{3}$,$a\sin C=4\sqrt{2}$. (1)求$c$的值; (2)再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得△$ABC$存在,求$BC$边上的高. 条件①:$a=6$;条件②:$a\sin B=\dfrac{10\sqrt{2}}{3}$;条件③:△$ABC$面积为$10\sqrt{2}$. 注:如果选择的条件不符合要求,第(Ⅱ)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分. 〖答案〗(1)6;(2)不能选①;选②:$\dfrac{20\sqrt{2}}{9}$;选③:$\dfrac{20\sqrt{2}}{9}$. 〖分析〗(1)由同角三角函数的基本关系可得$\sin A$的值,再由正弦定理可得$c\sin A$的值,从而求得$c$; (2)选①:由等边对等角和三角形的内角和定理可得△$ABC$不存在;选②:由正弦定理和条件可得$b$,再根据余弦定理求出$a$,最后利用三角形面积公式即可求得;选③:由三角形的面积公式求$b$,由余弦定理求$a$,再由三角形的面积公式即可求得. 〖解答〗解:(1)因为$\cos A=-\dfrac{1}{3}$,且$A\in (\dfrac{\pi }{2}$,$\pi )$, 所以$\sin A=\sqrt{1-co{s}^{2}A}=\sqrt{1-\dfrac{1}{9}}=\dfrac{2\sqrt{2}}{3}$, 由正弦定理$\dfrac{a}{\sin A}=\dfrac{c}{\sin C}$,得$c\sin A=a\sin C=4\sqrt{2}$, 所以$c=\dfrac{4\sqrt{2}}{\sin A}=\dfrac{4\sqrt{2}}{\dfrac{2\sqrt{2}}{3}}=6$; (2)选①:因为$a=6$,由(1)知,$c=6$, 所以$a=c$,则$A=C$, 因为$A$为钝角,所以不符合三角形的内角和定理, 所以△$ABC$不存在; 选②:由正弦定理$\dfrac{a}{\sin A}=\dfrac{b}{\sin B}$,得$a\sin B=b\sin A=\dfrac{10\sqrt{2}}{3}$, 所以$b=5$, 根据余弦定理$a=\sqrt{{b}^{2}+{c}^{2}-2bc\cos A}=\sqrt{25+36-2\times 5\times 6\times (-\dfrac{1}{3})}=9$, 此时△$ABC$存在且唯一确定, $S_{\triangle ABC}=\dfrac{1}{2}bc\sin A=\dfrac{1}{2}\times BC\times h$, $\dfrac{1}{2}\times 5\times 6\times \dfrac{2\sqrt{2}}{3}=\dfrac{1}{2}\times 9\times h$, 所以$BC$边上的高$h=\dfrac{20\sqrt{2}}{9}$; 选③:因为△$ABC$面积为$10\sqrt{2}$,由(1)知,$c=6,\sin A=\dfrac{2\sqrt{2}}{3}$, 所以$S=\dfrac{1}{2}bc\sin A$,即$10\sqrt{2}=\dfrac{1}{2}\times 6\times \dfrac{2\sqrt{2}}{3}b$,解得$b=5$, 由余弦定理可得:$a^{2}=b^{2}+c^{2}-2bc\cos A=25+36-2\times 5\times 6\times (-\dfrac{1}{3})=81$,即$a=9$, 设$BC$边上的高为$h$,则$S=\dfrac{1}{2}ah$,所以$h=\dfrac{2S}{a}=\dfrac{20\sqrt{2}}{9}$. 〖点评〗本题考查利用正、余弦定理和三角形的面积公式解三角形,属于中档题.
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