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例题精讲 · 第 00664 题 · 分边成比例是一件事,求线段长是另一件事

以自编三角形 b=6、c=8、a=7 为材料,现算 cos A、半角余弦、角平分线长、两段分边与中线长,训练角平分线定理与斯图尔特形式的分工,并回代两线长度差。

00664题号全 1000 篇 · 第 第111轮 / 第111册 轮
方向数学·导数与解三角形六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 数学导数与解三角形

一、考点定位与做题顺序

角平分线定理说的是分边成比例:BD/DC = c/b,所以 BD = a·c/(b+c)、DC = a·b/(b+c)。但「BD 有多长」不等于「角平分线 AD 有多长」——后者要用 l_a = 2bc·cos(A/2)/(b+c),或等价的斯图尔特形式 l_a² = bc[1−(a/(b+c))²]。

自编示意三角形:b=6.0、c=8.0、a=7.0。参数均为自编示意。

二、逐题精讲

题1

题1 求 cos A、cos(A/2)、两段分边与角平分线长。

解析

cos A = (b²+c²−a²)/(2bc) = (36+64−49)/96 = 0.53125。半角余弦 cos(A/2) = √((1+cos A)/2) = √0.765625 = 0.8750(正好 7/8)。

分边:BD = a·c/(b+c) = 7×8/14 = 4.0,DC = a·b/(b+c) = 7×6/14 = 3.0,BD:DC = 4:3 = c:b,且 BD+DC = 7.0 = a 闭合。

角平分线长 l_a = 2bc·cos(A/2)/(b+c) = 2×6×8×0.875/14 = 6.0000。斯图尔特复核:√(bc[1−(a/(b+c))²]) = √(48×0.75) = 6.0000,两式一致。

答案 cosA=0.53125;cos(A/2)=0.8750;BD=4.0、DC=3.0;l_a=6.0000

采分点 余弦定理 2 分;半角公式 2 分;分边比例 2 分;角平分线长 2 分;斯图尔特复核 1 分

易错点 把 BD 当角平分线长;把 cos(A/2) 写成 cosA/2

题2

题2 同三角形的中线 m_a 是多少?把它当角平分线会差多少?

解析

中线 m_a = ½√(2b²+2c²−a²) = ½√(72+128−49) = √151/2 = 6.1441,比角平分线 6.0000 长 0.1441,相对差 2.3%。

两条线只在 b=c 时重合(等腰三角形顶角的平分线同时也是中线)。本题 b≠c,分边 4:3 不是 1:1,正是两线不重合的直接证据:中线落到 a 的中点(3.5 处),角平分线落到 BD=4 处。

回代核验:6.0000² = 36.00 与 bc[1−(a/(b+c))²] = 36.00 闭合;6.1441² = 37.75 = (2b²+2c²−a²)/4 = 37.75 闭合。

答案 m_a=6.1441;比角平分线长 0.1441(2.3%);仅 b=c 时两线重合

采分点 中线公式 2 分;两线差 2 分;分边位置证据 2 分;两处平方回代 2 分;等腰特例 1 分

易错点 把 cos(A/2) 写成 sin(A/2);用中线代角平分线

三、规律小结与对照表

量公式本题值说明
cos A(b²+c²−a²)/(2bc)0.53125自编示意
cos(A/2)√((1+cosA)/2)0.8750= 7/8
分边 BDa·c/(b+c)4.0BD:DC=4:3
角平分线 l_a2bc·cos(A/2)/(b+c)6.0000斯图尔特闭合
中线 m_a½√(2b²+2c²−a²)6.1441不可互换

小结:分边成比例用角平分线定理,求线段长用半角余弦或斯图尔特式。本例 l_a=6.0000、m_a=6.1441,差 2.3%;BD:DC=4:3 说明两线不重合。参数均为自编示意。

四、自测清单

  • 能用角平分线定理求两段分边
  • 能用半角余弦求角平分线长
  • 会用斯图尔特形式复核
  • 能求中线并比较两线长度
  • 能用分边位置说明两线不重合
  • 能回代两线平方值
编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(数学):三角函数、解三角形、数列、对数、向量与分段函数相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(数学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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联招数学·角平分线定理:BD:DC = c:b,长度还得用 cos(A/2)
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