本题导读

本题考查余弦定理。

📌【题干】

Question

(2012年北京卷(理)) 在 中,若 ,,,则 .

🔍【思路分析】

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  1. 明确已知量:边 ,对角余弦值 ,两边之和 。
  2. 选定核心公式:围绕已知角 的余弦值,选用以 为主元的余弦定理形式:。
  3. 代数消元化简:利用 将公式中的 强行替换,转化为关于 的一元二次方程。
  4. 解方程求出边长 的值。

✅【答案】

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✍【详细解析】

Abstract

第一步:引入余弦定理并进行代数消元

在 中,已知包含角 的余弦值。根据余弦定理,三角形三边与该角满足关系:

由已知条件 可得:

将 , 以及 ② 式顺次代入余弦定理 ① 式中,消去未知量 :

第二步:展开并解一元二次方程

对上述方程的各项分别进行展开与系数化简:

  • 左端项:
  • 右端第一项:
  • 右端第二项:
  • 右端第三项:

合并右端所有项:

方程两边同时消去二次项 :

解得边长:

此时对应 ,满足三角形三边两边之和大于第三边()的几何约束。

故答案为:。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:余弦定理 的代数变形;一元二次方程的消项化简。
  2. 核心方法:代入消元法。
  3. 避坑指南:
  • 代入余弦定理时符号漏记:已知 是个负数(说明角 是钝角)。在代入 时,负负得正,该项应变为 。部分考生容易忽略负号,导致列错方程。
  • 展开多项式时注意 ,切勿漏掉中间的交叉项 。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 本题为2012年北京卷高考理科数学第11题,属于解三角形大类中的基础填空题,旨在考查考生对余弦定理公式多变量联立的基本运算能力。
  2. 结论推广: 在解三角形中,若已知 、 且给定 ,求解 的代数模型可推广为如下形式: 两边消去 整理可得关于 的普适线性一次解析式: 本题中 ,代入推广通式直接心算: 利用此一阶响应不变量模型,可简化的方程展开步骤,实现零失误的高效复核。

🔗【关联脉络】

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