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2022年高考数学新高考Ⅰ-18

  2022-12-15 15:52:18  

(12分)记$\Delta ABC$的内角$A$,$B$,$C$的对边分别为$a$,$b$,$c$,已知$\dfrac{\cos A}{1+\sin A}=\dfrac{\sin 2B}{1+\cos 2B}$.
(1)若$C=\dfrac{2\pi }{3}$,求$B$;
(2)求$\dfrac{{a^2}+{b^2}}{c^2}$的最小值.
分析:(1)利用倍角公式、和差公式、三角形内角和定理即可得出$B$.
(2)利用诱导公式把$A$用$C$表示,再利用正弦定理、倍角公式、基本不等式即可得出结论.
解:(1)$\because$$\dfrac{\cos A}{1+\sin A}=\dfrac{\sin 2B}{1+\cos 2B}$,$1+\cos 2B=2\cos ^{2}B\ne 0$,$\cos B\ne 0$.
$\therefore$$\dfrac{\cos A}{1+\sin A}=\dfrac{2\sin B\cos B}{2co{s}^{2}B}=\dfrac{\sin B}{\cos B}$,
化为:$\cos A\cos B=\sin A\sin B+\sin B$,
$\therefore \cos (B+A)=\sin B$,
$\therefore -\cos C=\sin B$,$C=\dfrac{2\pi }{3}$,
$\therefore \sin B=\dfrac{1}{2}$,
$\because 0 < B < \dfrac{\pi }{3}$,$\therefore B=\dfrac{\pi }{6}$.
(2)由(1)可得:$-\cos C=\sin B > 0$,$\therefore \cos C < 0$,$C\in (\dfrac{\pi }{2}$,$\pi )$,
$\therefore C$为钝角,$B$,$A$都为锐角,$B=C-\dfrac{\pi }{2}$.
$\sin A=\sin (B+C)=\sin (2C-\dfrac{\pi }{2})=-\cos 2C$,
$\dfrac{{a^2}+{b^2}}{c^2}=\dfrac{si{n}^{2}A+si{n}^{2}B}{si{n}^{2}C}=\dfrac{co{s}^{2}2C+co{s}^{2}C}{si{n}^{2}C}=\dfrac{(1-2si{n}^{2}C)^{2}+(1-si{n}^{2}C)}{si{n}^{2}C}=\dfrac{2+4si{n}^{4}C-5si{n}^{2}C}{si{n}^{2}C}=\dfrac{2}{si{n}^{2}C}+4\sin ^{2}C-5\geqslant 2\sqrt{2\times 4}-5=4\sqrt{2}-5$,当且仅当$\sin C=\dfrac{1}{\sqrt[4]{2}}$时取等号.
$\therefore$$\dfrac{{a^2}+{b^2}}{c^2}$的最小值为$4\sqrt{2}-5$.
点评:本题考查了倍角公式、和差公式、三角形内角和定理、余弦定理、基本不等式、转化方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.

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