已知三角形ABC满足(cosA+2cosC)/(cosA+2cosB)=sinB/sinC,试判断三角形ABC的形状

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  • 方法一:

    ∵(cosA+2cosC)/(cosA+2cosB)=sinB/sinC,

    ∴cosAsinC+2cosCsinC=cosAsinB+2cosBsinB

    ∴cosA(sinC-sinB)=sin2B-sin2C=2sin(B-C)cos(B+C)=-2sin(B-C)cosA

    一、当cosA=0时,A=90°,此时三角形是直角三角形.

    二、当cosA≠0时,两边同除以cosA,得:sinB-sinC=2sin(B-C)

    ∴2sin[(B-C)/2]cos[(B+C)/2]=4sin[(B-C)/2]cos[(B-C)/2]

    ∴2sin[(B-C)/2]{cos[(B+C)/2]-2cos[(B-C)/2]}=0

    ∴sin[(B-C)/2]=0,或cos[(B+C)/2]-2cos[(B-C)/2]=0.

    1、由sin[(B-C)/2]=0,得:B=C.

    2、由cos[(B+C)/2]-2cos[(B-C)/2]=0,得:

    -3sin(B/2)sin(C/2)-cos(B/2)cos(C/2)=0.

    显然,B/2、C/2都是锐角,∴sin(B/2)>0,sin(C/2)>0,cos(B/2)>0,cos(C/2)>0

    ∴-3sin(B/2)sin(C/2)-cos(B/2)cos(C/2)=0是不可能的.

    综合1、2所述,得:B=C,∴此时三角形是等腰三角形.

    由一、二所述,得:满足条件的三角形是直角三角形或等腰三角形.

    方法二:

    ∵(cosA+2cosC)/(cosA+2cosB)=sinB/sinC,

    ∴cosAsinC+2cosCsinC=cosAsinB+2cosBsinB

    由余弦定理、正弦定理,容易得到:

    [(b^2+c^2-a^2)/(2bc)]c+2[(a^2+b^2-c^2)/(2ab)]c

    =[(b^2+c^2-a^2)/(2bc)]b+2[(a^2+c^2-b^2)/(2ac)]b

    去分母,得:

    ac(b^2+c^2-a^2)+2c^2(a^2+b^2-c^2)

    =ab(b^2+c^2-a^2)+2b^2(a^2+c^2-b^2)

    ∴ac(b^2+c^2-a^2)+2c^2(a^2-b^2-c^2)+4b^2c^2

    =ab(b^2+c^2-a^2)+2b^2(a^2-c^2-b^2)+4b^2c^2

    ∴(b^2+c^2-a^2)(ac-2c^2-ab+2b^2)=0

    ∴b^2+c^2-a^2=0,或ac-2c^2-ab+2b^2=0.

    一、由b^2+c^2-a^2=0,得:此时的三角形是直角三角形.[勾股定理的逆定理]

    二、由ac-2c^2-ab+2b^2=0,得:(ac-ab)+2(c^2-b^2)=0,

    ∴a(c-b)+2(c+b)(c-b)=0,∴(c-b)(a+2c+2b)=0.

    显然,a+2c+2b>0,∴c-b=0,得:c=b,∴此时的三角形是等腰三角形.

    综合一、二,得满足条件的三角形是直角三角形或等腰三角形.