题目内容

10.在△ABC中,a,b,c分别为角A、B、C的对边,且acos2$\frac{C}{2}$+ccos2$\frac{A}{2}$=$\frac{3}{2}$b,求证:B≤$\frac{π}{3}$.

分析 已知等式利用二倍角的余弦函数公式化简,整理后利用正弦定理及两角和与差的正弦函数公式化简,再利用诱导公式变形得到关系式,再利用正弦定理化简得到a+c=2b,利用余弦定理表示出cosB,把得出关系式代入并利用基本不等式求出cosB≥$\frac{1}{2}$,利用余弦函数的性质判断即可得证.

解答 证明:在△ABC中,acos2$\frac{C}{2}$+ccos2$\frac{A}{2}$=$\frac{3}{2}$b,
整理得:$\frac{a(1+cosC)}{2}$+$\frac{c(1+cosA)}{2}$=$\frac{3}{2}$b,即a(1+cosC)+c(1+cosA)=3b,
利用正弦定理化简得:sinA(1+cosC)+sinC(1+cosA)=3sinB,
即sinA+sinC+sinAcosC+cosAsinC=sinA+sinC+sin(A+C)=sinA+sinC+sinB=3sinB,
整理得:sinA+sinC=2sinB,
再利用正弦定理化简得:a+c=2b,
由余弦定理得:cosB=$\frac{{a}^{2}+{c}^{2}-{b}^{2}}{2ac}$=$\frac{{a}^{2}+{c}^{2}-\frac{(a+c)^{2}}{4}}{2ac}$=$\frac{3}{8}$•$\frac{{a}^{2}+{c}^{2}}{ac}$-$\frac{1}{4}$≥$\frac{3}{4}$-$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{2}$,
则B≤$\frac{π}{3}$.

点评 此题考查了正弦定理,余弦定理,以及基本不等式的运用,熟练掌握定理是解本题的关键.

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