问题 解答题

(本题满分12分)

已知集合A={a,b,c},其中a,b,c是三个连续的自然数。如果a,b,c能够作为一个三角形的三边长,且该三角形的最大角是最小角的2倍,求所有满足条件的集合A。

答案

A={4,5,6}  

解法一:依题意,不妨设,对应的三个内角是

由正弦定理,       …………………………4分

所以              …………………………6分

由余弦定理, ……………8分

 化简,得:             

所以,不合题意,舍去。

,三角形的三边长为4,5,6.            …………………………10分

可以验证此三角形的最大角是最小角的2倍。 …………………………11分

故:A={4,5,6}                          …………………………12分

解法二:先考虑三角形应满足的第一个性质:三边是连续的自然数

⑴三边长不可能是1,2,3,因为1+2=3而三角形的任何两边之和都大于第三边;

…………………………1分

⑵如果三角形ABC的三边长分别是a=2,b=3,c=4

因为

此三角形中,A是最小角,C是最大角,但是所以2A≠C从而三边

长分别是a=2,b=3,c=4不符合条件。          …………………………3分

⑶如果三角形ABC的三边长分别是a=3,b=4,c=5,此三角形是直角三角形,最大角是900,最小角不等于450,此三角形不满足条件。 …………………………5分

⑷如果三角形ABC的三边长分别是a=4,b=5,c=6,此时

因为,所以2A=C

故三边长分别是a=4,b=5,c=6满足条件。    …………………………8分

⑸当n>4时,三角形ABC的三边长分别是a=n,b=n+1,c=n+2时,三角形的最小角是A,最大角是C,

随n的增大而减小,A随之增大,随n的增大而增大,C随之减小。由于n=4时有2A=C,所以n>4时不可能有2A=C。     …………………………11分

总上可知,只有边长分别为4,5,6的三角形满足条件,即A={4,5,6} …………12分

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