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2021年高考数学新高考Ⅱ-18

  2022-04-29 23:02:41  

18.(12分)在$\Delta ABC$中,角$A$,$B$,$C$所对的边长为$a$,$b$,$c$,$b=a+1$,$c=a+2$.
(Ⅰ)若$2\sin C=3\sin A$,求$\Delta ABC$的面积;
(Ⅱ)是否存在正整数$a$,使得$\Delta ABC$为钝角三角形?若存在,求出$a$的值;若不存在,说明理由.
分析:$(I)$根据已知条件,以及正弦定理,可得$a=4$,$b=5$,$c=6$,再结合余弦定理、三角形面积公式,即可求解,$(II)$由$c>b>a$,可推得$\Delta ABC$为钝角三角形时,角$C$必为钝角,运用余弦定理可推得$a^{2}-2a-3<0$,再结合$a>0$,三角形的任意两边之和大于第三边定理,即可求解.
解:$(I)\because 2\sin C=3\sin A$,
$\therefore$根据正弦定理可得$2c=3a$,
$\because b=a+1$,$c=a+2$,
$\therefore a=4$,$b=5$,$c=6$,
在$\Delta ABC$中,运用余弦定理可得$\cos C=\dfrac{{a}^{2}+{b}^{2}-{c}^{2}}{2ab}=\dfrac{{4}^{2}+{5}^{2}-{6}^{2}}{2\times 4\times 5}=\dfrac{1}{8}$,
$\because \sin ^{2}C+\cos ^{2}C=1$,
$\therefore \sin C=\sqrt{1-co{s}^{2}C}=\sqrt{1-(\dfrac{1}{8})^{2}}=\dfrac{3\sqrt{7}}{8}$,
$\therefore$${S}_{\Delta ABC}=\dfrac{1}{2}ab\sin C=\dfrac{1}{2}\times 4\times 5\times \dfrac{3\sqrt{7}}{8}=\dfrac{15\sqrt{7}}{4}$.
$(II)\because c>b>a$,
$\therefore \Delta ABC$为钝角三角形时,角$C$必为钝角,
$\cos C=\dfrac{{a}^{2}+{b}^{2}-{c}^{2}}{2ab}=\dfrac{{a}^{2}+(a+1)^{2}-(a+2)^{2}}{2a(a+1)}<0$,
$\therefore a^{2}-2a-3<0$,
$\because a>0$,
$\therefore 0<a<3$,
$\because$三角形的任意两边之和大于第三边,
$\therefore a+b>c$,即$a+a+1>a+2$,即$a>1$,
$\therefore 1<a<3$,
$\because a$为正整数,
$\therefore a=2$.
点评:本题主要考查了正弦定理和余弦定理的运用.考查了学生对三角函数基础知识的综合运用.

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