问题 解答题

(1)用坐标法证明余弦定理:已知在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,求证:a2=b2+c2-2bccosA;

(2)在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,已知2b=a+c,求角B的最大值;

(3)如果三个正实数a,b,c满足a2=b2+c2-2bccosA,A∈(0,π),那么是否存在以a,b,c为三边的三角形?请说明理由.

答案

(1)以A为坐标原点,AB所在直线为x轴,AB的垂线为y轴,建立平面直角坐标系,则C(bcosA,bsinA),B(c,0)

BC
=(c-bcosA,bsinA)

∴a2=(c-bcosA)2+(bsinA)2=b2+c2-2bccosA;

(2)由2b=a+c,得到b=

a+c
2

则cosB=

a2+c2-b2
2ac
=
a2+c2-(
a+c
4
)
2
2ac

=

3a2+3c2-2ac
8ac
4ac
8ac
=
1
2

由B∈(0,180°),cosB为减函数,

所以内角B的最大值为60°.

(3)不妨假设不存在以a,b,c为三边的三角形,即 c+b<a

∴c2+b2+2cb<b2+c2-2bccosA

∴cosA<-1

∵A∈(0,π),

∴矛盾

故假设不成立,即存在以a,b,c为三边的三角形

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