题目内容

3.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a•cos2$\frac{C}{2}+c•{cos^2}\frac{A}{2}=\frac{3}{2}$b.
(1)求证:2b=a+c;
(2)若∠B=60°,b=4,求△ABC的面积.

分析 (1)根据二倍角的余弦公式的变形化简式子,利用正弦定理化为关于角的正弦的式子,利用两角和的正弦公式和内角和定理化简,利用正弦定理转化为边即可得到结论;
(2)由条件和余弦定理列出方程,利用(1)的结论进行化简求出ac的值,代入三角形的面积公式求解即可.

解答 证明:(1)由题意得,acos2$\frac{C}{2}$+ccos2$\frac{A}{2}$=a•$\frac{1+cosC}{2}$+c•$\frac{1+cosA}{2}$=$\frac{3}{2}$b,
即a(1+cos C)+c(1+cos A)=3b.
由正弦定理得:sin A+sin Acos C+sin C+cos Asin C=3sin B,
即sin A+sin C+sin(A+C)=3sin B,
∴sin A+sin C=2sin B.
由正弦定理得,a+c=2b.(5分)
解:(2)由∠B=60°,b=4及余弦定理得:
42=a2+c2-2accos 60°,
∴(a+c)2-3ac=16,
又由(1)知a+c=2b,代入上式得4b2-3ac=16,解得ac=16,
∴△ABC的面积S=$\frac{1}{2}$acsin B=$\frac{1}{2}$acsin 60°=4$\sqrt{3}$(10分)

点评 本题考查正弦、余弦定理,二倍角的余弦公式、两角和的正弦公式和内角和定理,以三角形的面积公式,考查整体代换和转化思想,属于中档题.

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