题目内容

已知A、B、C是△ABC的三个内角,y=cotA+
2sinA
cosA+cos ( B-C )

(1)若△ABC是正三角形,求y的值;
(2)若任意交换△ABC中两个角的位置,y的值是否变化?证明你的结论;
(3)若△ABC中有一内角为45°,求y的最小值.
(1)若△ABC是正三角形,则A=B=C=
π
3

y=cotA+
2sinA
cosA+cos ( B-C )
=
3
3
+
3
1
2
+1
=
3

(2)∵y=cotA+
2sinA
cosA+cos ( B-C )
=
cos2A+cosAcos(B-C)+2sin2A
sinAcosA+sinAcos(B-C)
 
=
1+sin2A-cos(B+C)cos(B-C)
1
2
sin2A+sin(B+C)cos(B-C)
=
1+ 
1-cos2A
2
-
1
2
(cos2B+cos2C)
1
2
[sin2A+sin2B+sin2C]
 
=
3-( cos2A+cos2B+cos2C)
sin2A+sin2B+sin2C

∴若任意交换△ABC中两个角的位置,则y的值不会发生变化.
(3)若△ABC中有一内角为45°,不妨设A=45°,则B+C=135°.
y=
3-( cos2A+cos2B+cos2C)
sin2A+sin2B+sin2C
=
3-(cos2B+cos2C)
1+sin2B+sin2C
=
3-2cos(B+C)cos(B-C)
1+2sin(B+C)cos(B-C)

=
3+
2
cos(B-C)
1+
2
cos(B-C)
=1+
2
1+
2
cos(B-C)

故当cos(B+C)=1(最大值)时,y有最小值为1+
2
1+
2
=2
2
-1.
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