在 $\triangle ABC$ 中,内角 $A$,$B$,$C$ 所对的边分别是 $a$,$b$,$c$.已知 $A=\dfrac{\mathrm \pi} 4$,$b^2-a^2=\dfrac 12c^2$.
【难度】
【出处】
2015年高考浙江卷(理)
【标注】
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    三角
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    解三角形
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    正弦定理
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    三角恒等变换
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    诱导公式
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    二倍角公式
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    同角三角函数关系式
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    解三角形
  1. 求 $\tan C$ 的值;
    标注
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      解三角形
    答案
    $\tan C=2$.
    解析
    本题需要先根据正弦定理转化为角之间的关系,然后利用诱导公式、倍角半角公式等来处理.由 $b^2-a^2=\dfrac 12c^2$ 及正弦定理得\[{\sin^2}B-\sin^2A=\dfrac 12{\sin^2}C,\]即\[{\sin^2}B-\dfrac 12=\dfrac 12{\sin^2}C.\]所以 $-\cos{2B}={\sin^2}C$.
    又由 $A=\dfrac{\mathrm \pi} 4$,得\[\begin{split}-\cos{2B}&=-\cos\left[2\left({\mathrm \pi} -A-C\right)\right]\\&\overset{\left[a\right]}=\sin{2C}\\&\overset{\left[b\right]}=2\sin C\cos C,\end{split}\](推导中用到:[a][b])所以 ${\sin^2}C=2\sin C\cos C $,解得 $\tan C=2$.
  2. 若 $\triangle ABC$ 的面积为 $3$,求 $b$ 的值.
    标注
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    答案
    $3$.
    解析
    本题的关键在于利用正弦定理找到 $b$ 与 $c$ 的关系,然后就可以利用面积公式求出 $b$ 了.因为 $\tan C=2$,$C\in\left(0,{\mathrm \pi} \right)$,所以由同角三角函数的基本关系可得\[\sin C=\dfrac{2\sqrt 5}5,\cos C=\dfrac{\sqrt 5}5.\]而\[\sin B\overset{\left[a\right]}=\sin\left(A+C\right)=\sin\left(\dfrac{\mathrm \pi} 4+C\right),\](推导中用到:)所以 $\sin B=\dfrac{3\sqrt{10}}{10}$.
    由正弦定理得 $c=\dfrac{2\sqrt 2b}3$.
    又因为 $A=\dfrac{\mathrm \pi} 4$,$\dfrac 12bc\sin A=3$,所以 $bc=6\sqrt 2$,故 $b=3$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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