设 $\triangle ABC$ 的内角 $A$,$B$,$C$ 的对边分别为 $a$,$b$,$c$,$a=b\tan A$,且 $B$ 为钝角.
【难度】
【出处】
2015年高考湖南卷(理)
【标注】
  • 知识点
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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
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    三角恒等变换
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    诱导公式
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    三角
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    解三角形
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    三角
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    三角恒等变换
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    诱导公式
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    三角
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    三角恒等变换
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    二倍角公式
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    函数
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    常见初等函数
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    二次函数
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    三角
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    解三角形
  1. 证明:$B-A=\dfrac{\mathrm \pi} {2}$;
    标注
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      三角
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      解三角形
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      解三角形
    答案
    解析
    运用边角互换,将题中等式全换为角度关系,再结合诱导公式及三角函数的单调性,问题即可得证.由 $a=b\tan A$ 及正弦定理,得\[\dfrac{\sin A}{\cos A}=\dfrac{a}{b}=\dfrac{\sin A}{\sin B},\]在 $\triangle ABC$ 中,$\sin A\ne 0$,所以 $\sin B=\cos A$,即\[\sin B\overset{\left[a\right]}=\sin\left(\dfrac{\mathrm \pi} {2}+A\right).\](推导中用到:[a])
    又 $B$ 为钝角,因此 $\dfrac{\mathrm \pi} {2}+A\in\left(\dfrac{\mathrm \pi} {2},{\mathrm \pi} \right)$,故 $B=\dfrac{\mathrm \pi} {2}+A$,即 $B-A=\dfrac{\mathrm \pi} {2}$.
  2. 求 $\sin A+\sin C$ 的取值范围.
    标注
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      三角
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      三角
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    答案
    $\left(\dfrac{\sqrt 2}{2},\dfrac{9}{8}\right]$.
    解析
    根据第一问及三角形内角和,将问题中的角度统一为 $A$,并求出 $A$ 的范围,注意到此时式子为非齐次式,需统一名称,再结合二次函数性质,得出取值范围.由(1)知,\[C={\mathrm \pi} -\left(A+B\right)={\mathrm \pi} -\left(2A+\dfrac{\mathrm \pi} {2}\right)=\dfrac{\mathrm \pi} {2}-2A>0,\]所以 $A\in\left(0,\dfrac{\mathrm \pi} {4}\right)$,于是\[\begin{split}\sin A+\sin C&=\sin A+\sin\left(\dfrac{\mathrm \pi} {2}-2A\right)\\&=\sin A+\cos{2A}\\&\overset{\left[a\right]}=-2\sin^2A+\sin A+1\\&=-2\left(\sin A-\dfrac{1}{4}\right)^2+\dfrac{9}{8} .\end{split}\](推导中用到[a])
    因为 $0<A<\dfrac{\mathrm \pi} {4}$,所以 $0<\sin A<\dfrac{\sqrt2}{2}$,因此\[\dfrac{\sqrt2}{2}<-2\left(\sin A-\dfrac{1}{4}\right)^2+\dfrac{9}{8}\leqslant\dfrac{9}{8}.\]由此可得 $\sin A+\sin C$ 的取值范围是 $\left(\dfrac{\sqrt 2}{2},\dfrac{9}{8}\right]$.
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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