在锐角 $\triangle ABC$ 中,角 $A,B,C$ 满足 $\dfrac 1{\cos A}+\dfrac{1}{\cos B}=\dfrac{2}{\cos C} $,则 $ \cos C$ 的最大值是
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    三角
    >
    三角恒等变换
    >
    三角平方差公式
  • 知识点
    >
    代数变形
    >
    代数式的形
    >
    换元
    >
    对称换元
  • 题型
    >
    不等式
    >
    求代数式的最值与范围
【答案】
$\dfrac 12$
【解析】
不妨设 $A\leqslant B$,于是根据题意,可设\[(A,B)=\left(\dfrac{\pi -C-x}2,\dfrac{\pi -C+x}2\right),\]其中 $0\leqslant x<C$.此时条件转化为存在 $x,C$ 满足 $0\leqslant x<C<\dfrac{\pi}2$,有\[\dfrac{1}{\sin\dfrac{C+x}2}+\dfrac{1}{\sin\dfrac{C-x}2}=\dfrac{2}{\cos C}.\]该方程即\[\cos^2\dfrac x2-\sin\dfrac C2\cos C\cdot \cos\dfrac x2-\cos^2\dfrac C2=0.\]根据题意,关于 $t$ 的方程\[t^2-\sin\dfrac C2\cos C\cdot t-\cos^2\dfrac C2=0\]在 $\left(\cos\dfrac C2,1\right]$ 上有实数解,因此只需要\[\left(t^2-\sin\dfrac C2\cos C\cdot t-\cos^2\dfrac C2\right)\Big|_{t=1}\geqslant 0,\]也即\[\sin\dfrac C2-\cos C\geqslant 0,\]因此可得 $C$ 的取值范围是 $\left[\dfrac{\pi}3,\dfrac{\pi}2\right)$,进而所求的最大值为 $\dfrac 12$.
题目 答案 解析 备注
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