$\triangle ABC$ 三个内角分别为 $A,B,C$,三个内角的对应边分别为 $a,b,c$.已知三边满足关系 $a+b=2c$,若三个内角满足关系 $\sin A+\sin B+\lambda\sin A\sin B=0$.求 $\lambda$ 的取值范围
【难度】
【出处】
【标注】
【答案】
$\left(-\infty,-\dfrac{4\sqrt3}3\right]$
【解析】
根据已知条件 $a+b=2c$,由正弦定理有$$\sin A+\sin B=2\sin C,$$于是$$\begin{split} \sin C&=\sin \dfrac{A+B}2\cos\dfrac{A-B}{2}\\
&\leqslant\sin \dfrac{A+B}2\\
&=\cos \dfrac C2.\end{split}$$又结合$$\sin C=2\sin\dfrac C2\cos \dfrac C2,$$故 $\sin\dfrac C2\leqslant \dfrac12$,进而 $C\leqslant \dfrac{\pi}3$,因此$$\sin C\leqslant \dfrac{\sqrt3}2,$$当 $A=B$ 时,$\sin C$ 取得最大值 $\dfrac{\sqrt3}2$.于是$$\begin{split} -\lambda&=\dfrac1{\sin A}+\dfrac1{\sin B}\\
&\geqslant \dfrac4{\sin A+\sin B}\\
&=\dfrac2{\sin C}\\
&\geqslant \dfrac{4\sqrt3}3. \end{split} $$当 $A=B=C=\dfrac{\pi}3$ 时,$\lambda$ 取得最大值 $-\dfrac{4\sqrt3}{3}$.又注意到若 $A\to 0$,则有$$ B\to \pi-C,$$进而$$2\sin C\to \sin C,$$此时$$\left(C\to 0\right)\wedge\left(B\to \pi\right),$$则有 $\lambda\to -\infty$.
又 $\lambda$ 的取值变化显然是连续的,因此 $\lambda$ 的取值范围为 $\left(-\infty,-\dfrac{4\sqrt3}3\right]$.
题目 答案 解析 备注
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