已知函数 $f(x)=\dfrac{\sqrt{3}}{2}\sin 2x-\dfrac{1}{2}(\cos^2x-\sin^2x)-1,x\in\mathbf R$,将函数 $f(x)$ 的图像向左平移 $\dfrac{\pi}{6}$ 个单位后得到函数 $g(x)$ 的图像,设 $\triangle ABC$ 三个角 $A,B,C$ 的对边分别为 $a,b,c$.
【难度】
【出处】
2018年全国高中数学联赛甘肃省预赛
【标注】
  • 知识点
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    三角
    >
    解三角形
    >
    正弦定理
  • 知识点
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    三角
    >
    解三角形
    >
    余弦定理
  • 知识点
    >
    向量
    >
    向量的运算
    >
    向量的数量积
  1. 若 $c=\sqrt{7},f(C)=0,\sin B=3\sin A$,求 $a,b$ 的值;
    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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      解三角形
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      余弦定理
    答案
    $a=1,b=3$
    解析
    $f(x)=\dfrac{\sqrt{3}}{2}\sin 2x-\dfrac{1}{2}(\cos^2x-\sin^2x)-1\\=\dfrac{\sqrt{3}}{2}\sin 2x-\dfrac{1}{2}\cos 2x-1=\sin(2x-\dfrac{\pi}{6})-1,f(C)=\sin(2C-\dfrac{\pi}{6})-1=0,$
    所以 $\sin (2C-\dfrac{\pi}{6})=1$.因为 $2C-\dfrac{\pi}{6}\in(-\dfrac{\pi}{6},\dfrac{11\pi}{6})$,所以 $2C-\dfrac{\pi}{6}=\dfrac{\pi}{2}$,所以 $C=\dfrac{\pi}{3}$.由余弦定理知 $a^2+b^2-2ab\cos \dfrac{\pi}{3}=7$,因为 $\sin B=3\sin A$,故由正弦定理知 $b=3a$.解得 $a=1,b=3$
  2. 若 $g(B)=0,\overrightarrow{m}=(\cos A,\cos B),\overrightarrow{n}=(1,\sin A-\cos A\tan B)$,求 $\overrightarrow{m}\cdot\overrightarrow{n}$ 的取值范围.
    标注
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      向量
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      向量的运算
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      向量的数量积
    答案
    $\overrightarrow{m}\cdot\overrightarrow{n}\in(0,1]$
    解析
    因为 $g(x)=\sin (2x+\dfrac{\pi}{6})-1$,所以 $g(B)=\sin(2B+\dfrac{\pi}{6})-1=0$,所以 $\sin (2B+\dfrac{\pi}{6})=1$.因为 $2B+\dfrac{\pi}{6}\in(\dfrac{\pi}{6},\dfrac{13\pi}{6})$,所以 $2B+\dfrac{\pi}{6}=\dfrac{\pi}{2}$,即 $B=\dfrac{\pi}{6}$,$\overrightarrow{m}=\left(\cos A,\dfrac{\sqrt{3}}{2} \right),\overrightarrow{n}=\left( 1,\sin A-\dfrac{\sqrt{3}}{3}\cos A \right)$.于是 $\overrightarrow{m}\cdot\overrightarrow{n}=\cos A+\dfrac{\sqrt{3}}{2}\left( \sin A-\dfrac{\sqrt{3}}{3}\cos A \right)=\dfrac{1}{2}\cos A+\dfrac{\sqrt{3}}{2}\sin A=\sin \left( A+\dfrac{\pi}{6} \right)$.因为 $B=\dfrac{\pi}{6}$,所以 $A\in(0,\dfrac{5}{6}\pi)$,得 $A+\dfrac{\pi}{6}\in(\dfrac{\pi}{6},\pi)$.所以 $\sin(A+\dfrac{\pi}{6})\in(0,1]$,即 $\overrightarrow{m}\cdot\overrightarrow{n}\in(0,1]$
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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